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Aug 01, 2023

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Planos ambiciosos para postos de gasolina no espaço podem prolongar a vida dos satélites

Planos ambiciosos para postos de gasolina no espaço podem prolongar a vida dos satélites

Às 21h20 de uma noite de primaveraHá 10 anos, os moradores das Ilhas Malvinas viram um objeto de fogo riscar o céu, quebrando-se enquanto despencava em direção ao Atlântico Sul.

O satélite GOCE voltou para casa.

A Europa havia lançado a espaçonave de uma tonelada para mapear os campos gravitacionais da Terra. Mas a gravidade riu por último quando o GOCE (abreviação de Gravity Field e Steady-State Ocean Circulation Explorer) ficou sem combustível de xenônio para seu sistema de propulsão iônica, tornando-o incapaz de sustentar sua órbita 139 milhas acima da Terra.

Mesmo assim, os cientistas ficaram encantados. Eles esperavam que a missão GOCE durasse dois anos, mas conseguiram ganhar quatro anos graças a uma taxa de consumo de combustível abaixo do esperado. Esse tempo extra de missão permitiu a coleta dos dados de gravidade da Terra mais precisos de todos os tempos.

Representação artística do satélite europeu Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE), que ficou sem combustível e reentrou na atmosfera em 2013. As instalações de reabastecimento podem permitir que as agências espaciais estendam a vida operacional de seus satélites científicos. (AOES Medialab/ESA)

Mas e se o GOCE - e outros satélites - não ficassem sem combustível? E se fosse possível reabastecer seus tanques de combustível em órbita para que pudessem continuar suas missões? A questão, inicialmente especulativa, tornou-se cada vez mais urgente à medida que o lixo espacial continua a se acumular, o que representa um perigo tanto para os satélites quanto para os astronautas humanos.

Testes de laboratório demonstram como mesmo pequenos detritos podem causar danos graves. (ESA)

Nem todos os satélites voltam para a Terra no final de suas vidas. Muitos apenas se tornam parte do crescente campo de detritos orbitais que, de acordo com a NASA, atualmente consiste em mais de 23.000 fragmentos maiores que uma bola de softball, cada um viajando a velocidades de até 17.500 mph. Além disso, existem aproximadamente 100 milhões de pedaços de detritos de 0,04 polegadas ou maiores, e até menores. Agora chegamos ao ponto em que os destroços estão gerando ainda mais detritos. Em 2009, dois satélites extintos colidiram, quebrando-se em mais de 2.300 pedaços grandes o suficiente para serem rastreados.

Mais de 4.500 satélites permanecem operacionais hoje, e só vão ficar mais lotados à medida que empresas privadas como SpaceX e OneWeb planejam continuar lançando constelações de milhares de satélites de internet nos próximos anos.

"Estamos tentando acabar com o paradigma do 'um e pronto', a mentalidade de que você lança uma espaçonave, ela vive sua vida útil e então você apenas constrói outra para ocupar seu lugar", diz Jill McGuire, uma engenheiro de robótica espacial no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que trabalhou nas históricas missões de reparo do Hubble. Ela agora é chefe da Divisão de Projetos de Exploração e Serviços Espaciais que gerencia o OSAM-1 (Serviço, Montagem e Fabricação em Órbita) - uma missão futura que reabastecerá roboticamente um satélite em órbita.

A NASA está longe de ser o único player neste campo, mas a agência foi pioneira. Em 2007, em colaboração com a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), Boeing e Ball Aerospace, a NASA lançou o Orbital Express, uma tentativa cooperativa de reabastecimento que envolveu duas espaçonaves construídas especificamente e incluiu algumas demonstrações de serviço, como a substituição de uma bateria. Então, em 2011, a NASA lançou a primeira Missão de Reabastecimento Robótico (RRM), um projeto em três fases que foi concluído em 2020. Com esta missão, a NASA procurou demonstrar tecnologia que poderia ser aplicada a satélites que não foram projetados para reabastecimento.

A espaçonave OSAM-1 da NASA (à esquerda) se aproxima do Landsat 7 (como visto nesta arte digital). A missão, planejada para 2025, avaliará se o OSAM-1 pode pegar o satélite em movimento rápido com um braço robótico e reabastecê-lo. (Northrop Grumman)

“O OSAM-1 será muito semelhante à Missão de Reabastecimento Robótico e envolverá uma válvula típica de enchimento e drenagem em um satélite real”, diz McGuire, acrescentando que a missão não se concentrará apenas no reabastecimento. "Para nós, o reabastecimento é apenas um componente da manutenção. E isso pode significar o reposicionamento do satélite, a substituição de uma caixa de bateria ou a atualização de um instrumento. Também pode significar o reparo de um boom de painel solar que não funciona."