O número crescente de satélites que orbitam a Terra, especialmente constelações massivas como o Starlink da SpaceX, enfrentam uma ameaça crescente: tempestades solares. Embora as potenciais perturbações nas redes de comunicação sejam óbvias, um estudo recente revela uma situação mais complexa: a atividade solar afeta significativamente as posições dos satélites, aumentando potencialmente os riscos de colisão e afetando a vida útil geral dos satélites.
O número crescente de satélites e atividade solar
O Starlink da SpaceX, uma megaconstelação projetada para fornecer acesso global à Internet, compreende atualmente mais de 10.000 satélites implantados em órbita. Embora cerca de 1.000 satélites entrem regularmente na atmosfera, a escala da constelação significa que ela cobre quase todo o globo. Esta presença generalizada torna o Starlink – e outras grandes constelações – altamente suscetíveis aos efeitos das tempestades solares.
Uma tempestade solar desencadeia uma tempestade geomagnética, onde flutuações no campo magnético da Terra são criadas em resposta a partículas carregadas e campos magnéticos do sol. O estudo, conduzido por Eunju Kang e seus colegas da Universidade da Califórnia, Irvine, investigou o impacto de uma tempestade solar em maio de 2024, analisando dados de rastreamento por satélite disponíveis publicamente.
Mudanças orbitais inesperadas
Os pesquisadores descobriram que durante o pico da tempestade, os satélites Starlink voltados para o Sol experimentaram uma queda perceptível na altitude – até meio quilômetro. Essa redução é causada pela expansão da atmosfera devido à radiação solar, criando maior arrasto nos satélites. O efeito foi limitado a esses satélites; aqueles próximos aos pólos da Terra e sobre a anomalia do Atlântico Sul, onde o campo magnético é mais fraco, também foram significativamente impactados.
Além disso, o estudo revelou um efeito cascata incomum: Os satélites, que dependem de comunicação a laser de linha de visão para manter a rede Starlink, compensam automaticamente as mudanças de altitude em satélites vizinhos usando propulsores a bordo. Isto cria um efeito de onda à medida que os satélites se ajustam para manter a ligação, o que torna a previsão dos seus movimentos ainda mais complexa.
Aumento dos riscos de colisão e interrupções de comunicação
Este comportamento inesperado representa um desafio significativo, uma vez que as trajetórias imprevisíveis dos satélites aumentam o risco de colisões. Além dos riscos de colisão, a tempestade solar de maio de 2024 também causou interrupções de rede relatadas para clientes Starlink, com os usuários enfrentando um aumento na “perda de pacotes” – os dados não conseguem chegar ao destino pretendido.
Um problema crescente
A situação deverá piorar à medida que o número de satélites em órbita continuar a crescer. O Projeto Kuiper da Amazon e vários esforços chineses também estão desenvolvendo grandes constelações. Em 2022, uma poderosa tempestade solar tirou de órbita cerca de 40 satélites Starlink recentemente lançados, e pesquisas em andamento indicam que o aumento da atividade solar está acelerando o desaparecimento de alguns satélites existentes.
A ameaça iminente de grandes eventos solares
A tempestade de maio de 2024 foi apenas três vezes mais fraca do que o Evento Carrington, a maior tempestade solar registada em 1859. Os cientistas alertam que é provável que uma tempestade desta magnitude – ou até maior – volte a ocorrer. É difícil prever o impacto preciso de tal evento, pois a compreensão das “subtempestades”, variações menores na atmosfera da Terra, permanece limitada.
Atualmente, os modelos preditivos para o arrasto atmosférico de curto prazo causado pela atividade solar são inadequados, de acordo com Scott Shambaugh, da Leonid Space. Com o aumento esperado no número de satélites, a necessidade de melhores ferramentas de previsão torna-se mais crucial do que nunca.
Constelações como a Starlink estão inadvertidamente fornecendo dados valiosos, agindo efetivamente como uma vasta rede de sondas de pesquisa, dando-nos uma compreensão única de como ocorrem as variações locais de arrasto atmosférico. — Sangeetha Abdu Jyothi, Universidade da Califórnia, Irvine
Em conclusão, a crescente dependência das constelações de satélites traz novos desafios relativamente à sua vulnerabilidade à actividade solar. Melhorar as nossas capacidades preditivas e desenvolver estratégias de mitigação será essencial para garantir a sustentabilidade e a segurança a longo prazo das infraestruturas espaciais.
