O crescente problema de detritos espaciais na LEO (Low-Earth Orbit) está ganhando cada vez mais atenção. Com milhares de satélites em órbita e milhares a caminho, nosso apetite por satélites parece ilimitado. Mas todo satélite tem prazo de validade. O que fazemos com eles quando eles perdem sua utilidade e se transformam em detritos espaciais simples e problemáticos?
Somente nos próximos cinco anos, esperamos lançar mais de 2600 nanossatélites e cubesats. Já existem quase 5.000 satélites orbitando a Terra, e muitos deles são detritos espaciais que não funcionam agora, entupindo caminhos orbitais para novos satélites. De fato, de acordo com o Escritório das Nações Unidas para os Assuntos do Espaço Exterior (UNOOSA), lançamos um total de 382 objetos no espaço apenas em 2018, um número insustentável.
Não faltam soluções em potencial para esse problema. Algumas soluções de som exótico envolvem arpões, redes, ímãs e até lasers. Agora, a NASA tem o dinheiro da startup Vestigo Aerospace, relacionado à Universidade de Purdue, para um estudo de seis meses que analisa o uso de velas de arrasto para des-orbitar lixo espacial, incluindo satélites, propulsores de foguetes usados e outros detritos, com segurança.
A Vestigo Aerospace foi iniciada por David Spencer, professor associado da Faculdade de Engenharia de Purdue. "Através do estudo de seis meses, avançaremos na tecnologia drag sail para o débito de pequenos satélites e lançaremos os estágios dos veículos", disse Spencer em comunicado à imprensa. “O descarte seguro de objetos espaciais após a conclusão da missão é necessário para preservar a utilidade de órbitas de alto valor.”
As velas de arrasto são um pouco diferentes dos outros métodos. Enquanto os arpões, lasers e redes propostos por várias agências visam lidar com o lixo espacial que já está acumulado, as velas de arrasto são projetadas para serem construídas em um satélite e implantadas no final de sua vida útil.
"A Vestigo Aerospace está desenvolvendo uma linha de produtos de velas de arrasto para atender à necessidade de capacidade de desorbitar como uma alternativa aos sistemas de propulsão convencionais", disse Spencer, que trabalhou por 17 anos no Jet Propulsion Laboratory antes de ingressar na faculdade de Purdue. "A equipe também investigará o uso de velas de arrasto para a reentrada direcionada de objetos espaciais, para reduzir a incerteza nos corredores de reentrada atmosférica e nas zonas de impacto de detritos".
As velas seriam implantadas no final da vida de um satélite. Uma vez implantados, eles reduziriam a velocidade de um objeto e o ajudariam a desorbitar com segurança. Atualmente, os satélites desorbitam mais ou menos em seus próprios termos, e é difícil calcular onde eles podem atingir a Terra, se forem grandes demais para queimar na reentrada.
Um recurso importante de design do sistema da Vestigo Aerospace é a escalabilidade. Em uma troca de e-mail com a Space Magazine, David Spencer disse: “… estamos projetando o sistema para ser escalonável, para que possa ser usado para desorbitar satélites hospedeiros que variam de 1 kg de CubeSats a 450 kg de smallsats ou estágios superiores de 1.000 kg de veículos lançadores . ”
O sistema deles também fornece o que chamamos de "estabilidade aerodinâmica passiva". De acordo com Spencer, "Isso permite que o sistema corte naturalmente até a máxima orientação de arrasto".
A Vestigo Aerospace não é a primeira a investigar e desenvolver velas de arrasto. O CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) foi uma missão de demonstração de 2017 que analisou a desorbitação de nanossatélites com velas de arrasto. Destina-se principalmente ao Cubesats, onde seria anexado ao exterior para não interferir com a eletrônica.
O CanX-7 usou quatro velas para desorbitar seus 3,5 kg (7,7 libras) de massa. Apenas uma semana após a implantação, ele conseguiu alterar significativamente sua taxa orbital de decaimento. Eventualmente, estabilizou-se com as quatro velas na parte traseira do satélite, o que aumentou ainda mais a deterioração orbital.
As diretrizes estão em vigor desde 2007, afirmando que a vida orbital de um nanossatélite não deve exceder 25 anos. Essas diretrizes são provenientes do CID (Comitê de Coordenação de Detritos Espaciais entre Agências). Embora possa estar de acordo com os métodos mais exóticos para lidar com detritos acumulados em órbita, as velas de arrasto oferecem um método acessível e potencialmente fácil de desenvolver para garantir que os futuros satélites não sobrevivam à sua utilidade.
Fontes:
- Press Release: Limpando o bairro cósmico
- Press Release: Após apenas uma semana, o CanX-7 mostra que as velas de arrasto são eficazes no satélite de desorbitação
- Space Magazine: Satélite britânico testa seu espaço Junk Harpoon
