Novo modelo promete diminuir colisões entre satélites em órbita
Novo modelo de planejamento de satélites visa reduzir riscos de colisões em órbita.
Pesquisadores da Universidade de Manchester desenvolveram um inovador modelo para o planejamento de missões de satélites de observação da Terra, focando na diminuição do risco de colisões em órbita. O estudo, publicado no periódico Advances in Space Research, sugere que o risco de impacto deve ser considerado desde as fases iniciais do design das missões, buscando um equilíbrio entre a coleta de dados e a sustentabilidade do ambiente espacial.
Com o crescimento do uso de satélites, a capacidade de monitorar questões globais como mudanças climáticas, produção de alimentos, cadeias de suprimentos e degradação ambiental tem aumentado. Contudo, esse crescimento acelerado torna as órbitas terrestres cada vez mais congestionadas, elevando a probabilidade de colisões e a formação de detritos espaciais que podem perdurar por longos períodos.
Atualmente, existem aproximadamente 11.800 satélites ativos em órbita, e projeções indicam que esse número pode ultrapassar 100 mil até o final da década. Nesse contexto, colisões podem gerar uma quantidade significativa de fragmentos, colocando em risco não apenas outros satélites, mas também a segurança de astronautas e a utilização futura de regiões importantes do espaço.
Qualidade das imagens e risco de colisão
As aplicações ligadas aos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU dependem de imagens de alta resolução. Para alcançar esse nível de detalhe, satélites frequentemente operam em altitudes mais baixas, o que limita o campo de visão. Alternativamente, operar em altitudes mais elevadas requer satélites maiores e mais pesados, capazes de transportar sistemas ópticos mais avançados.
O novo modelo propõe uma análise simultânea dos requisitos de desempenho e do risco de colisão durante o planejamento das missões. Essa abordagem conecta parâmetros como resolução de imagem, área de cobertura, tamanho e massa dos satélites, número de unidades em uma constelação e a concentração de detritos em diferentes regiões da órbita baixa da Terra.
Com essa metodologia, os projetistas conseguem avaliar como diferentes escolhas influenciam tanto a qualidade dos dados quanto a segurança orbital. Um dos achados do estudo indica que o risco de colisão não é determinado apenas pela concentração de detritos, mas também pelo tamanho do satélite.
Um exemplo mencionado pelos pesquisadores revela que um satélite projetado para capturar imagens com resolução de 0,5 metro tem uma probabilidade maior de colisão em altitudes entre 850 e 950 quilômetros, cerca de 50 quilômetros acima do pico de densidade de detritos.
Impactos no desenho de futuras constelações
A pesquisa também demonstra que órbitas mais altas demandam menos satélites para garantir a cobertura, embora cada unidade tenha um risco individual maior de colisão devido ao seu tamanho. Por outro lado, órbitas mais baixas exigem mais satélites, que são menores e potencialmente menos perigosos.
O doutorando John Mackintosh, autor principal do estudo, destaca que o trabalho busca abordar o que ele descreve como um “paradoxo da sustentabilidade espacial”, onde satélites projetados para resolver problemas ambientais podem, inadvertidamente, comprometer a sustentabilidade do próprio espaço. Ele enfatiza que considerar o risco de colisão desde o início permite um planejamento mais responsável das missões.
A pesquisadora Ciara McGrath, especialista em sistemas aeroespaciais, ressalta que o método oferece uma abordagem prática para manter o espaço seguro e utilizável, enquanto continua a fornecer os dados necessários para enfrentar desafios globais. A professora Katharine Smith acrescenta que o modelo pode ser adaptado para diferentes sistemas e expandido em pesquisas futuras, incluindo impactos ambientais mais amplos, como o tempo de permanência de detritos em órbita e os efeitos da reentrada de satélites.
