Na semana passada, três satélites australianos minúsculos do Programa Espacial Binar, da Universidade Curtin, se desintegraram ao reentrar na atmosfera da Terra. Esse desfecho sempre esteve no roteiro. Não por acaso, “Binar” significa “bola de fogo” na língua Noongar, povo das Primeiras Nações da região de Perth.
Sempre que um satélite opera em órbita baixa da Terra (2.000 km ou menos), ele acaba sofrendo decaimento orbital: aos poucos, a órbita vai encolhendo devido ao arrasto atmosférico, até que o artefacto se aproxima o suficiente e queima na reentrada.
O problema é que esses satélites cúbicos - Binar-2, Binar-3 e Binar-4 - entraram na atmosfera muito antes do planeado. Eles resistiram apenas dois meses, cerca de um terço do que se esperava. Com isso, perdeu-se uma parcela importante do tempo disponível para ciência e para testar novos sistemas.
O que explica essa “morte” precoce? O Sol entrou numa fase de atividade muito elevada - e os Binar não foram os únicos afetados. Nos últimos anos, a intensificação recente da atividade solar tem criado dores de cabeça inesperadas para quem opera satélites, e a tendência é de aumento.
Por que o Sol está tão ativo?
Quando falamos em atividade solar, estamos a incluir eventos como manchas solares, erupções solares e o vento solar - o fluxo de partículas carregadas que segue em direção à Terra.
Esses fenómenos estão ligados ao campo magnético do Sol, que muda continuamente e, em intervalos de cerca de 11 anos, chega a inverter-se por completo. É aproximadamente a meio desse ciclo que a atividade atinge o pico.
Apesar de o ciclo ser conhecido, prever episódios específicos continua difícil: a dinâmica é complexa e a previsão do “tempo solar” ainda está numa fase inicial.
Nos últimos meses, os indicadores de atividade solar ficaram acima de uma vez e meia do que se projetava para este ponto do ciclo atual, chamado ciclo solar 25.
O impacto do clima espacial
“Clima espacial” é o nome dado aos efeitos ambientais que têm origem fora da nossa atmosfera (principalmente no Sol). Ele influencia a vida na Terra de várias formas, algumas evidentes e outras praticamente impercetíveis.
O exemplo mais visível é a aurora. Nos últimos meses, as auroras apareceram com muito mais intensidade e em latitudes mais próximas do equador do que em qualquer momento das últimas duas décadas - um efeito direto do aumento da atividade solar.
Esse mesmo clima espacial - e, em especial, a atividade do Sol - também complica a vida de satélites e de equipas de operação.
Quando a atividade solar sobe, tendem a ocorrer mais erupções e um vento solar mais forte. O resultado é um fluxo maior de partículas carregadas, que podem danificar componentes elétricos dos satélites ou interferir no seu funcionamento.
Além disso, cresce a radiação ionizante, o que aumenta a dose recebida por astronautas e pilotos e pode afetar comunicações de rádio a longa distância.
Para satélites em órbita baixa da Terra, porém, o impacto mais constante da atividade solar é outro: a energia extra é absorvida pela atmosfera superior, que se expande - como se “inchasse” para fora.
Com isso, todos os satélites a menos de 1.000 km de altitude passam a sofrer um aumento significativo do arrasto atmosférico. Essa força perturba a órbita e faz com que os objetos caiam gradualmente em direção à superfície do planeta.
Entre os satélites nessa região estão a Estação Espacial Internacional e a constelação Starlink. Eles dispõem de propulsores para compensar o efeito, mas essas manobras de correção podem sair caras.
A órbita baixa também é o “lar” de muitos satélites universitários, como os Binar. Em geral, satélites cúbicos quase nunca têm recursos para ajustar a altitude, ficando totalmente à mercê do clima espacial.
O que aconteceu com o Binar?
O Programa Espacial Binar é uma iniciativa de pesquisa em satélites sediada na Universidade Curtin. O objetivo é avançar o nosso entendimento do Sistema Solar e reduzir as barreiras para operar no espaço.
As operações começaram com o primeiro satélite, o Binar-1, em setembro de 2021. Isso ocorreu com menos de um ano do ciclo solar 25, quando a atividade do Sol ainda era relativamente baixa.
Nessas condições, o satélite cúbico de 10 centímetros iniciou a missão a 420 km de altitude e permaneceu em órbita durante 364 dias completos.
A missão seguinte do programa - Binar-2, Binar-3 e Binar-4 - levou três satélites do mesmo tamanho. Ainda assim, esperava-se que durassem cerca de seis meses, devido à área adicional criada por novos painéis solares desdobráveis e a uma previsão de aumento da atividade solar.
Na prática, eles aguentaram apenas dois meses antes de se desintegrarem na reentrada. Embora missões com satélites cúbicos sejam relativamente baratas, o encerramento antecipado de uma missão sempre tem custo. Isso é ainda mais verdadeiro para satélites comerciais, o que reforça a necessidade de previsões de clima espacial mais precisas.
A boa notícia é que o Sol vai voltar a acalmar-se. Apesar do nível atual, inesperadamente alto, de atividade solar, é provável que ela diminua até 2026 e deve regressar a um mínimo solar em 2030.
Mesmo sem ser um objetivo explícito da missão, o Programa Espacial Binar acabou por demonstrar, de forma marcante, como a atividade solar pode ter efeitos dramáticos nas operações espaciais.
Embora a perda prematura do Binar-2, do Binar-3 e do Binar-4 tenha sido lamentável, o trabalho em missões futuras já começou. A expectativa é que elas sejam lançadas em condições de clima espacial bem mais favoráveis.
Kyle McMullan, doutorando em Engenharia Aeroespacial, Universidade Curtin
Este artigo foi republicado a partir do The Conversation, sob licença CC. Leia o artigo original.
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