Dois satélites extintos quase colidiram no dia 29 de janeiro, e sua aproximação (os objetos se perderam uns 47 pés ou 47 metros) renovou a atenção para um problema crescente bem acima da Terra: uma nuvem de lixo espacial.
Milhões de objetos compõem esse ferro-velho em órbita, onde fragmentos arremessados podem atingir velocidades de quase 19.000 km / h, cerca de sete vezes mais que a velocidade de uma bala, segundo a NASA. Cerca de 500.000 peças de detritos são do tamanho de mármore e aproximadamente 20.000 objetos são do tamanho de uma bola de softball ou maior, informou a NASA em 2013.
Além da confusão, está a proliferação de satélites em miniatura chamados cubesats. Esses cubos de 10 cm pesam apenas 1 kg. (1,4 kg) e os custos de lançamento começam em US $ 40.000; empresas privadas as encomendam aos milhares para coletar dados e fornecer serviços de internet e rádio, de acordo com o Laboratório Nacional Los Alamos.
Com esse acúmulo de congestionamento espacial, os engenheiros aeroespaciais estão correndo para desenvolver tecnologias e sistemas que podem evitar acidentes, a fim de proteger os satélites em funcionamento, futuras missões espaciais e pessoas e propriedades no terreno, disseram especialistas em Los Alamos à Live Science.
Aproximadamente 5.000 satélites transportam cargas úteis em órbita ao redor do planeta, mas apenas cerca de 2.000 estão ativos e se comunicam com a Terra, disse David Palmer, um cientista espacial e de sensoriamento remoto de Los Alamos.
"Atualmente, quando algo é lançado - e um lançamento pode liberar 100 ou mais satélites - os operadores e o pessoal de vigilância espacial precisam rastrear cada peça de hardware espacial lançada pelo foguete e determinar individualmente qual peça é", disse ele. Ciência ao vivo
Palmer é o principal pesquisador de um projeto que desenvolve um tipo de placa eletrônica para satélites. Isso permitirá que os orbitadores transmitam seus proprietários e posições enquanto estiverem no espaço, mesmo depois que o satélite deixar de funcionar.
Auto-alimentação e pulsação a laser
A chamada placa do carro é do tamanho de um ladrilho de Scrabble, pequena o suficiente para ser transportada por minúsculos cubosat. Apelidado de identificador óptico de recursos extremamente baixos, ou ELROI, ele produz um código de identificação exclusivo - um número de licença de satélite - com um laser que pisca 1.000 vezes por segundo. Os padrões criados pelas piscadas se traduzem em códigos seriais que podem ser lidos por telescópios no solo, identificando o proprietário e as coordenadas de um satélite.
Como o ELROI é alimentado por sua própria célula solar, ele pode continuar "conversando" com a Terra após o final da vida útil do satélite. E como o ELROI é pequeno e leve e não requer energia externa, ele pode ser facilmente conectado a peças de hardware espacial que não possuem transmissores de rádio, como os foguetes que lançam satélites no espaço e acabam como lixo flutuante.
Ao fornecer dados rastreáveis para objetos individuais na nuvem cada vez maior de detritos espaciais, o ELROI poderia desempenhar um papel crítico no combate a colisões. Ele pode até monitorar transmissões de rádio em satélites em funcionamento e alertar os operadores quando a comunicação é interrompida, disse Palmer.
"Além da função de identificação, ele também pode ser usado como uma função de diagnóstico de baixa largura de banda. Isso também ajudará a reduzir a quantidade de satélites quebrados no espaço", acrescentou. "A tecnologia das placas é apenas parte da solução - mas é uma parte importante".
Ciência de foguetes
Quando os foguetes lançam satélites em órbita, eles normalmente queimam todo o combustível de uma só vez. No entanto, o preenchimento de foguetes com um tipo de combustível que pode ser reutilizado repetidamente pode dar aos operadores terrestres outra opção para manter os satélites a salvo de colisões espaciais, disse o engenheiro de pesquisa do Los Alamos Nick Dallmann à Live Science.
"O que estamos trabalhando aqui em Los Alamos é fabricar um foguete sólido onde você pode iniciá-lo, pará-lo e reiniciá-lo novamente", disse Dallmann, líder de projeto para o desenvolvimento desse novo método. Ser capaz de reacender o combustível de um foguete mesmo depois que um satélite atingir a órbita pode permitir que o hardware espacial mude de rumo para evitar uma possível colisão, explicou.
"Estamos amadurecendo o conceito em que nosso foguete é uma carga útil integrada a um satélite", disse Dallmann. "Potencialmente, muitos anos após o satélite se separar do estágio superior do veículo lançador, nossa carga útil pode ser solicitada a executar uma manobra de emergência para evitar detritos orbitais".
Desde a década de 1960, os cientistas sabem que descomprimir rapidamente a câmara de combustão em um foguete de combustível sólido pode extinguir a queima após a ignição. Para Dallmann e seus colegas, o desafio era criar um sistema de ignição reutilizável combinado com um mecanismo para descomprimir rapidamente a câmara de combustível.
Outro desafio foi como reacender o combustível, pois os ignitores são normalmente destruídos pela primeira queima. Para resolver isso, os cientistas decidiram não usar o dispositivo de ignição pirotécnico convencional. Em vez disso, eles experimentaram separar a água em hidrogênio e oxigênio dentro da câmara de combustão e os acenderam usando um eletrodo para gerar uma faísca. Em seguida, os pesquisadores extinguiram a queimadura por descompressão.
"Conseguimos desenvolver isso até o ponto em que podemos realizar várias queimaduras sequencialmente em um pequeno foguete", disse Dallmann. Os próximos passos incluirão testes em órbita, "onde realizaríamos várias queimaduras a bordo de um cubesat", disse Dallmann.
