Dois satélites desativados podem colidir, e isso deve se tornar cada vez mais comum

Um par de satélites desativados corre o risco de colidir ainda hoje, potencialmente produzindo centenas, senão milhares, de novos fragmentos espaciais. Independentemente do que aconteça, no entanto, esse incidente ilustra nossa extrema necessidade de práticas sensatas de gerenciamento do espaço.

Normalmente, os operadores na Terra podem ajustar a inclinação orbital de seus satélites no caso de uma colisão em potencial, mas nenhum dos satélites envolvidos nessa possível colisão é funcional. Um dos dois, o Satélite Astronômico Infravermelho (IRAS) da NASA-Holanda, pesa cerca de 1.073 kg e está no espaço desde 1983. O outro, GGSE-4 (também conhecido como Poppy 5B), foi lançado em final da década de 1960 pelo Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA e pesa 83 kg.

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2/ On Jan 29 at 23:39:35 UTC, these two objects will pass close by one another at a relative velocity of 14.7 km/s (900km directly above Pittsburgh, PA). Our latest metrics on the event show a predicted miss distance of between 15-30 meters. pic.twitter.com/Hlb1KeQ50U

— LeoLabs, Inc. (@LeoLabs_Space) January 27, 2020

Tradução: 1/ Nós estamos monitorando um evento de aproximação envolvendo o IRAS (13777), o telescópio espacial desativado que foi lançado em 1983, e o GGSE-4 (2828), um equipamento experimental dos EUA lançado em 1967.

2/ Em 29 de janeiro, às 23:39:35 UTC, esses dois objetos vão passar próximos um ao outro a uma velocidade relativa de 14,7 km/s (900km diretamente acima de Pittsburgh, PA). Nossas últimas métricas do evento mostram que a colisão pode não ocorrer por uma distância prevista de 15 a 30 metros [entre os satélites].

A uma velocidade relativa de 14,7 quilômetros por segundo, uma colisão entre esses dois satélites geraria uma quantidade enorme de detritos espaciais, aumentando as chances de mais uma colisão em algum momento no futuro. Os satélites desativados terão a maior aproximação às 18h39 ET na quarta-feira (29 de janeiro de 2020) nos céus do leste da América do Norte – mas não se preocupe, os detritos permaneceriam na baixa órbita terrestre (LEO).

A possível colisão foi detectada pelo LeoLabs, uma empresa privada que monitora satélites e detritos na baixa órbita terrestre. A empresa opera três estações de radar, duas nos EUA e uma na Nova Zelândia, e pode rastrear objetos tão pequenos quanto 10 centímetros de diâmetro.

1/ Our latest update this morning for IRAS / GGSE 4 shows a 12m miss distance, with a Probability of Collision (Pc) back to 1 in 100.

Here is a plot of our last five days worth of miss distance updates on this event: pic.twitter.com/FCN2k2NL3i

— LeoLabs, Inc. (@LeoLabs_Space) January 29, 2020

Tradução: 1/ Nossa última atualização esta manhã para o IRAS/GGSE 4 mostra uma distância de 12m evitando o colapso, com uma Probilidade de Colisão (Pc) de volta para 1 em 100.
Aqui está um gráfico com as atualizações dos últimos cinco dias em relação à distância sobre o evento:

Em uma atualização recente, o LeoLabs tuitou sua última avaliação da situação. As chances de uma colisão estão de volta a 1 em 100, depois que a empresa atribuiu brevemente uma chance de 1 em 1.000 mais cedo hoje. Os satélites passaram um pelo outro a uma distância de cerca de 12 metros – um número extremamente preocupante, de qualquer forma. A aproximação maior acontecerá a uma altitude de 900 quilômetros acima da superfície da Terra.

Um cálculo ainda mais alarmante do LeoLabs leva em consideração as barras de 18 metros de comprimento anexadas ao GGSE-4. Com isso, as chances de uma colisão saltam para 1 em 20, de acordo com o LeoLabs.

Imagem conceitual de um modelo anterior, o Poppy 4D, com suas longas extensões. Imagem: NRO/USN

Essas chances podem parecer (relativamente) baixas, mas os operadores de satélite alertam quando as chances se aproximam de 1 em 10.000. Portanto, embora a chance de uma colisão pareça pequena, isso é motivo de grande preocupação. Em um e-mail para o Gizmodo, McDowell disse que dois satélites se aproximando “ainda são raros”, mas estão se tornando “mais frequentes à medida que a LEO fica mais cheia”.

A situação atual com o IRAS e o GGSE-4 decorre de seu status imóvel, mas McDowell disse que esse problema acabará se estendendo aos satélites ativos. Os operadores terão que mover um número crescente de satélites para evitar colisões, o que pode potencialmente colocá-los no caminho de outros satélites “dependendo da precisão das previsões”, disse ele, acrescentando que outro problema será a capacidade de executar previsões de satélite com um dia de antecedência. Idealmente, ele espera que os operadores de satélite acabem por trabalhar em resoluções de 10 metros, em vez dos atuais 100 metros de nível de precisão. Isso “ajudaria”, disse McDowell, “mas não sabemos como chegar lá”.

“Sempre houve riscos no espaço – para não mencionar colisões acidentais -, mas certamente estamos nos tornando mais conscientes deles à medida que nossa capacidade de identificar e monitorar objetos no espaço através da conscientização situacional do espaço melhora”, escreveu Jessica West, diretora de programa do Project Ploughshares e editora executiva do Space Security Index, em um e-mail para o Gizmodo. “Para satélites ativos, isso significa que há mais oportunidades de manobra para evitar uma colisão. Mas para os satélites desativados, ainda não há o que fazer além de esperando e assistir com os dedos cruzados”.

Tabela mostrando colisões não intencionais entre objetos espaciais. Imagem:Space Security Index/Jessica West

O fato de a baixa órbita terrestre estar ficando superlotada não é segredo. Números da rede de Vigilância Espacial dos EUA mostram que aproximadamente 29.000 objetos maiores que 10 centímetros estão atualmente na LEO, muitos dos quais circulam a velocidades que chegam a 10 quilômetros por segundo. Esse número deve aumentar devido aos custos mais baixos para lançar objetos no espaço e à tendência de satélites mais compactos. O aumento das megaconstelações, como a Starlink da SpaceX, resultará em milhares de outros satélites.

Claro, a LEO parece vasta, mas a quantidade de espaço no espaço é uma ilusão. O espaço e o tempo encolhem devido às tremendas velocidades envolvidas. O tráfego espacial não é como na superfície da Terra, onde as velocidades são medidas em termos de distância por hora e não por segundo. Os movimentos de satélite no espaço são semelhantes a assistir filmes em velocidade aumentada.

McDowell descreveu como um problema n-quadrado. Um aumento de 10 vezes no número de satélites resulta em um aumento de 100 vezes no número de acidentes e colisões reais, disse ele, acrescentando que “estamos prestes a ver um”.

Mesmo uma colisão seria ruim. Se o IRAS e o GGSE-4 colidirem um com o outro hoje à noite, a energia cinética resultante explodiria detritos nas órbitas vizinhas, aumentando ainda mais as chances de outra colisão. Isso pode resultar em um efeito cascata hipotético conhecido como Síndrome de Kessler, na qual uma nuvem cada vez maior de detritos espaciais eventualmente torna a LEO inacessível.

Em termos de soluções técnicas para o problema, West diz que poderíamos reduzir a quantidade de satélites não-funcionais em órbita “projetando-os com a capacidade e a intenção de desorbitar no final de sua vida útil”. Satélites na LEO, ou seja, abaixo de 600 quilômetros “serão naturalmente arrastados para a atmosfera da Terra e se desintegrarão em 25 anos”, disse West ao Gizmodo, mas “25 anos é muito tempo – tempo demais, dada a intensidade com que estamos usando essa órbita e as dezenas de milhares de novos satélites sendo potencialmente lançados”.

Dito isto, o IRAS e o GGSE-4 estão muito mais altos, cerca de 800 quilômetros, uma altitude em que os objetos “permanecerão em órbita por décadas, a menos que sejam desorbitados intencionalmente, o que não é a norma”, disse West.

Atualmente, estão em andamento vários indicadores para planejar formas de organizar a LEO, mas essas soluções trazem suas próprias desvantagens, incluindo custos elevados e inúmeras considerações de segurança. Por fim, West diz que esse último incidente “aponta para a necessidade de uma melhor governança global das atividades no espaço sideral”.