Limpando o espaço: a solução para o fim da vida útil

Kieran O’Brien – Gerente Sênior de Projetos

A sustentabilidade espacial tornou-se um tema importante em toda a indústria espacial internacional, e por um bom motivo.

Até o momento, governos e operadores de satélites lançaram cerca de 11.670 satélites ao espaço, muitos dos quais foram posicionados em órbita baixa da Terra (LEO). De acordo com a Agência Espacial Europeia, apenas 4.300 dos 7.200 satélites restantes em órbita ainda estão ativos, deixando quase 3.000 veículos não manobráveis cruzando o espaço. Veículos espaciais ativos frequentemente realizam manobras de prevenção de colisões (CAMs) para evitar impactos com outros objetos ativos e detritos espaciais inativos. Nem mesmo a Estação Espacial Internacional (ISS) está segura. Detritos orbitais representam um dos maiores riscos para a estação, forçando até quatro ou mais manobras de prevenção de colisões por ano. As trajetórias de objetos em decomposição frequentemente cruzam a da ISS, enquanto espiralam em direção à atmosfera intransponível da Terra e seu destino final. E recentemente, em maio, um fragmento de detrito atingiu o Canadarm2 da estação, deixando um buraco considerável.

O ambiente orbital está prestes a sofrer novas mudanças com o surgimento de grandes constelações de satélites. Essas extensas redes aumentarão o número de satélites em órbita, com a previsão de lançamento de dezenas de milhares de novos satélites até 2030, o que levará a um ambiente orbital cada vez mais congestionado. A mera quantidade já deveria ser motivo de preocupação para as operadoras de satélites, bem como para todos os usuários de infraestrutura espacial, que, em maior ou menor grau, abrange praticamente todas as pessoas vivas no mundo desenvolvido.

O espaço é um ambiente notoriamente hostil e falhas em satélites acontecem. O número de satélites envolvidos em grandes constelações faz com que falhas em órbita representem um problema significativo para a sustentabilidade espacial. Considere, por exemplo, uma constelação hipotética de 1.000 satélites operando em uma altitude elevada da órbita terrestre baixa (LEO). Uma taxa de falha de 5% resultaria em cerca de 50 satélites inoperantes vagando pelo mesmo ambiente orbital que os satélites restantes em operação. À medida que mais satélites são lançados para repor a constelação, o número de satélites com falha em órbita só aumentaria. Isso representa uma ameaça significativa para quaisquer objetos em órbitas iguais ou semelhantes, incluindo a própria constelação do operador. Uma coisa é pilotar centenas de veículos controlados através de suas órbitas planejadas em uníssono coordenado, e outra completamente diferente é adicionar 50 satélites defeituosos, cada um viajando a velocidades orbitais superiores a 27.000 km/h.

Isso não apenas coloca em risco a própria constelação do operador e outros objetos na mesma órbita... como também ameaça todo o ambiente da LEO (Órbita Terrestre Baixa), já que cada colisão pode potencialmente criar dezenas de milhares de novos fragmentos de detritos. Com o tempo, isso pode levar a um efeito descontrolado da "Síndrome de Kessler", onde um número crescente de objetos orbitais leva a um número crescente de colisões e, consequentemente, a um volume cada vez maior de detritos orbitais.

Assim, com o crescimento exponencial das constelações já em curso e com previsão de continuidade, o que podemos fazer para nos beneficiarmos simultaneamente das revolucionárias redes de banda larga em órbita baixa da Terra (LEO) e, ao mesmo tempo, garantirmos um ambiente espacial sustentável para as gerações futuras?

É aqui que entra o serviço de fim de vida útil (EOL). Com um pouco de planejamento e ação preventiva, os operadores de constelações podem preparar seus satélites com placas de acoplamento antes do lançamento, permitindo que satélites de serviço compatíveis se encontrem, acoplem e descartem esses clientes ao final de sua vida útil.

Imagine uma frota inteira de robôs de serviço altamente avançados, prontos para se encontrarem com satélites próximos e os removerem ativamente da órbita ao final de suas vidas úteis. Uma vez concluída a operação, esses robôs de limpeza espacial poderiam retornar às suas órbitas de estacionamento e aguardar pacientemente por um novo chamado de um satélite necessitado. Isso pode soar como ficção científica, mas essa é uma das várias visões que a Astroscale já está bem encaminhada para concretizar. O recente lançamento doELSA-d(Serviços de Fim de Vida da Astroscale - demonstração) e o revolucionário programa de atendimento a múltiplos clientes,ELSA-M,São marcos importantes no caminho para tornar essa visão realidade.

O programa ELSA-M representa o próximo grande passo da indústria espacial global rumo à oferta de um serviço comercial capaz de remover múltiplos detritos em uma única missão. As atividades atuais incluem o desenvolvimento de tecnologias-chave para o fim da vida útil de aeronaves (EOL, na sigla em inglês) com nossos parceiros da Agência Espacial do Reino Unido, da Agência Espacial Europeia e da OneWeb, no âmbito do programa ELSA-M.recentemente assinou o programa Sunrise.Esses avanços tecnológicos permitirão o primeiro encontro e acoplamento entre uma espaçonave em fase de manutenção de aeronaves em fim de vida útil e uma espaçonave de um cliente comercial, abrindo caminho para o início do nosso serviço comercial de manutenção de aeronaves em fim de vida útil.

E isso é apenas o começo. Ao dominar as tecnologias necessárias para encontros orbitais e operações de proximidade, juntamente com a captura robótica de objetos espaciais descontrolados, essa tecnologia de fim de vida útil apoiará o desenvolvimento de formas ainda mais avançadas de serviços em órbita, incluindo reabastecimento em órbita, atualizações em órbita e até mesmo fabricação e/ou montagem em órbita.

Mas, por enquanto, o objetivo principal permanece simples, embora longe de ser fácil... enquanto a Astroscale desenvolve tecnologia revolucionária para o fim da vida útil de satélites, trabalhamos em parceria para preservar um ambiente orbital limpo, seguro e sustentável para a contínua exploração e utilização do cosmos pela humanidade.