Cidadania

Robô caçador de lixo da Astroscale vem para o lixo espacial – Quartzo


Imagine isso: o vazio do espaço ao redor da Terra, a curva do planeta delineada contra a tinta preta do universo. Talvez haja algo de Strauss tocando. Um satélite em órbita aparece, seu corpo quadrado emoldurado por asas de painéis solares que se estendem dos dois lados.

Infelizmente, esse satélite não está sozinho. Anos antes, o corpo de um foguete russo deixado em órbita explodiu após a mistura de propelentes com vazamento. Ou um míssil anti-satélite foi testado, que explodiu uma nave espacial e espalhou suas partes pelo planeta. Ou um satélite se libertou de seu foguete com uma carga explosiva, lançando um único feixe em órbita.

E à medida que nosso satélite avança, aquele parafuso, ou lasca de tinta, ou suporte quebrado, está se aproximando a uma velocidade vertiginosa. Os objetos ao redor da Terra estão se movendo incrivelmente rápido: 17.500 milhas por hora (28.163 km / h) é o número principal, mas 5 milhas por segundo pode ser mais fácil de conceituar.

Na maioria das vezes, o lixo e a espaçonave passam um pelo outro. Do contrário, se o satélite colidir com os destroços, o dano resultante pode destruir dezenas de milhões de dólares em hardware.

As chances estão começando a mudar. Mais satélites estão sendo lançados e espera-se que o número de espaçonaves ativas aumente dez vezes ou mais nos próximos anos. Mais lixo foi espalhado pelos testes recentes de armas anti-satélite e, em 2009, pela primeira colisão entre uma espaçonave operacional e uma desaparecida.

E cada nova colisão aumenta a quantidade de destroços em órbita, que a NASA estima atualmente em mais de 8.000 toneladas métricas e consiste em mais de 500.000 peças com mais de um centímetro de diâmetro.

Essa proliferação se deve, em parte, às empresas que lutam para ganhar mais dinheiro em órbita com o lançamento de mais e mais satélites. E agora, está surgindo uma indústria para impedir o lixo espacial, consertando ou removendo satélites que estão morrendo antes que se tornem parte do problema.

O plano da Astroscale para ajudar os satélites a acabar com suas vidas

Uma dessas empresas é a Astroscale, uma empresa fundada no Japão em 2013 pelo CEO Nobu Okada, com escritórios nos Estados Unidos e no Reino Unido. Você está prestes a fazer seu primeiro grande teste para mostrar que isso é possível. Em 22 de março, a empresa lançou uma espaçonave de 200 kg em um foguete russo Soyuz. Chama-se ELSA-d, para End of Life Services da Astroscale-demo.

Todos os satélites eventualmente param de funcionar. Suas baterias perdem a capacidade de recarga, os propulsores acabam, eles são atingidos por detritos orbitais ou, como qualquer máquina, simplesmente quebram.

Os satélites voando na órbita baixa da Terra dentro de 2.000 milhas da Terra, a área mais movimentada do planeta, serão eventualmente puxados para a atmosfera pela gravidade. Os padrões internacionais atuais exigem que esses satélites sejam projetados para queimar em 25 anos, mas está se tornando cada vez mais claro que não é rápido o suficiente para reduzir o risco de colisão. Mesmo cinco anos, o padrão voluntário adotado por muitos operadores de satélite, pode ser muito longo para evitar congestionamentos perigosos.

Entre na escala astral: quando a vida de um satélite se esgota, a escala astronômica gostaria de ser paga pelos operadores de satélite para enviar uma espaçonave para zipar, prender o satélite perdido e rebocá-lo para uma órbita inferior, onde queimará ainda mais rapidamente.

Para provar que isso pode ser feito, Elsa-D são duas espaçonaves em uma. No espaço, ele lançará um satélite-alvo com uma placa magnética especial acoplada e fará manobras para prendê-lo. Em seguida, ele irá liberar o alvo novamente, mas desta vez em um giro, pois os satélites danificados podem acabar rolando pelo espaço. Se você puder capturar o satélite em queda, a demonstração final envolverá manobras ao redor do alvo e inspecionando-o com sensores.

Nada disso é simples: requer sensores sofisticados, software que possa reagir em tempo real e sistemas robóticos e de propulsão bem ajustados.

Uma breve história dos serviços espaciais

O ELSA-d está entre as primeiras empresas privadas a ajudar uma espaçonave diferente em órbita, principalmente porque a maioria dos satélites não foi projetada para isso. Chegar ao espaço é tão caro e arriscado que os engenheiros não conseguem reabastecer ou fazer reparos; tudo é feito para durar.

“A Estação Espacial Internacional e o Hubble são, na verdade, duas exceções notáveis ​​à regra geral de que a grande maioria das espaçonaves são otimizadas para montagem, integração e testes em solo – eles nunca devem ser acessados, visitados ou modificados no espaço”, diz Ben Reed. que dirige a pesquisa de serviços espaciais no Goddard Space Center da NASA.

Isso representa um grande problema: os astronautas que consertam a ISS ou o Telescópio Espacial Hubble são capazes de improvisar de maneiras que os robôs não conseguem: na missão final de consertar o espectrógrafo Hubble em 2009, um astronauta teve que usar força bruta. Para remover uma alça após uma dos parafusos que o prendiam no lugar foi retirado.

Ainda assim, os robôs podem trabalhar com alvos não cooperativos. No ano passado, Northrop Grumman demonstrou uma espaçonave que chama de Veículo de Extensão de Missão, ou MEV. Seu alvo era um satélite de comunicações Intelsat de 19 anos, que estava ficando sem combustível e esperava perder a capacidade de permanecer no lugar certo. O MEV foi capaz de voar até o satélite e inserir uma sonda de acoplamento em uma porta de motor não utilizada, conectando-a.

Agora o MEV pode usar seus próprios motores para manter o satélite no lugar certo por mais cinco anos – um benefício financeiro significativo para a Intelsat, que pagou mais de US $ 120 milhões para construir aquele satélite em 1999, e agora será capaz de atrasar seu substituição. isso. A Intelsat fechou contrato com a Northrop para usar um segundo MEV para estender a vida útil de outro satélite, e a acoplagem está prevista para as próximas semanas.

O futuro dos satélites está pronto para correções

Colocar satélites que no cooperan en su posición utilizando el modelo MEV, a pesar de todos sus beneficios, sigue siendo muy caro: requiere una nave espacial dedicada, en lugar de un vehículo más rentable que pueda dar servicio a una nave espacial antes de pasar a a seguinte.

Reed da NASA está desenvolvendo uma missão chamada OSAM-1 com essa ideia em mente. Ele espera demonstrar uma série de tecnologias de serviços espaciais em 2022, incluindo o reabastecimento do Landsat-7, um satélite americano de geração de imagens da Terra lançado em 1999.

O Landsat-7 não foi projetado para um disparo orbital. A espaçonave da NASA precisará usar ferramentas robóticas para cortar o escudo térmico e remover os fios de metal que prendem a tampa da válvula de combustível, implantar uma ferramenta de reabastecimento para bombear novo propelente e, em seguida, tentar desligar tudo novamente para que o satélite possa Prosseguir. no caminho deles.

Esse tipo de tecnologia será necessário para limpar o lixo mais antigo em órbita, de satélites mortos a foguetes descartados. Tornar as coisas mais fáceis no futuro requer que os projetistas de satélites projetem seus veículos com recursos como compartimentos acessíveis e portas de reabastecimento. A Lockheed Martin disse em fevereiro que projetaria sua próxima geração de satélites GPS para serviço, mas essa escolha é atípica.

“É uma espécie de ovo e galinha”, diz Reed da NASA. “Não há administrador para as massas. Por que alguém projetaria seu satélite para ser útil se não há um gerente? “

Os defensores da segurança espacial querem começar com algo tão simples como um adesivo: um adesivo padronizado com símbolos que pode se tornar um alvo óptico para um satélite que se aproxima, sem adicionar muita massa.

“A parte mais difícil da missão é o encontro autônomo e a luta, o tempo de transição em que estamos a alguns metros de outro objeto flutuante livre e, aliás, ele não tem um dispositivo de agarrar, temos que agarrar Em algum lugar que não vai quebrar, não há balizas, LEDs ou retrorrefletores ”, diz Reed. Em contraste, as espaçonaves que chegam à ISS encontram alvos reflexivos previamente colocados na estação espacial para determinar com precisão a que distância estão e a que velocidade se aproximam.

O lançamento do Astroscale é um passo adiante: ele espera que os operadores de satélite usem símbolos semelhantes, mas em uma placa de metal magnetizada que simplifica a luta. OneWeb, uma empresa que está construindo uma enorme constelação de satélites em órbita baixa da Terra, disse que conectará dispositivos semelhantes a todas as suas naves espaciais.

Um mandato do governo para a sustentabilidade?

“Pagarei por tonelada se eles puderem remover os destroços”, disse o general David Thompson, comandante sênior da Força Espacial dos Estados Unidos, a repórteres na semana passada, quando questionado se o governo deveria pagar às empresas para remover os destroços. .

Esse pode ser o caminho para que os serviços espaciais se tornem um negócio real e evitem o problema do ovo e da galinha de quem vai investir primeiro em tecnologia cara cujos benefícios reais podem ser vistos como vagos. Astroscale e outras empresas que fazem esse investimento esperam que os governos pressionem as operadoras de satélites a desenvolver padrões mais elevados, mas também se tornem clientes descobridores, como fizeram em lançamentos de satélites, voos espaciais tripulados e agora na exploração lunar.

“Sabemos que a sustentabilidade em órbita é um grande negócio”, disse Charity Weeden, chefe de políticas públicas da Astroscale, ao Quartz. “Abra a porta para acessar os serviços em órbita: guindastes, postos de combustível, oficinas mecânicas e muito mais. Ele permite aos operadores escolha e flexibilidade, continuidade do serviço e segurança em relação aos requisitos regulamentares de entrada. Ajuda a proteger o seu investimento e, ao fazê-lo, protege o ambiente orbital. “

Política do Escritório de Ciência e Tecnologia da Casa Branca

Crescimento de objetos orbitais ao longo do tempo por tipo de objeto.

Chegar lá não será fácil, no entanto, com disputas territoriais sobre quem tomará essas decisões e como isso ocorrerá dentro dos governos nacionais e instituições globais. “Não vejo isso como um caminho linear, infelizmente”, adverte Weeden, mas é encorajado porque nunca antes tantas ONGs, grupos comerciais e governos diferentes se empenharam em debater a maneira certa de lidar com o lixo espacial. No entanto, essa conversa será conduzida por aquilo que os tecnólogos podem provar ser possível, razão pela qual Elsa-D e missões semelhantes dos setores público e privado são tão importantes.

“Estamos no espaço de todos esses diálogos, porque somos defensores de políticas e marcos regulatórios avançados, mas também estamos fazendo algo a respeito”, diz Weeden. “Fala-se muito, mas não há muita ação. Estamos abrindo o caso de ação. “



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