Quando um pedaço de lixo espacial se aproximou da Estação Espacial Internacional em novembro, os sete astronautas a bordo se prepararam para o pior. Uma nave espacial russa acoplada à estação ativou seus motores por cinco minutos, alterando ligeiramente a trajetória da estação e movendo o laboratório do tamanho de um campo de futebol para fora da zona de transe.
Se a Estação Espacial não tivesse mudado de curso, os detritos poderiam ter pretérito sobre 4 quilômetros de sua trajectória, segundo a Nasa.
O impacto de detritos na Estação poderia ter sido desastroso. Uma colisão poderia ter despressurizado segmentos da Estação e deixado os astronautas correndo para retornar à Terreno. O mais preocupante: o potencial impacto não é um evento vasqueiro.
A Estação Espacial Internacional teve que fazer manobras semelhantes dezenas de vezes desde que foi ocupada pela primeira vez em novembro de 2000, e os riscos de colisão aumentam a cada ano conforme o número de objetos em trajectória da Terreno aumenta também.
Por anos, especialistas em tráfico espacial têm alertado sobre o aumento do congestionamento. Colisões anteriores, explosões e testes de armas resultaram em dezenas de milhares de pedaços de detritos que especialistas estão rastreando e possivelmente outros milhões que não podem ser vistos com a tecnologia atual. E embora os riscos para os astronautas sejam a preocupação principal, o congestionamento na trajectória também é perigoso para satélites e tecnologias espaciais que alimentam nossa vida cotidiana — incluindo ferramentas GPS, muito uma vez que alguns serviços de orquestra larga, internet de subida velocidade e televisão.
“O número de objetos no espaço que lançamos nos últimos quatro anos aumentou exponencialmente“, disse o Dr. Vishnu Reddy, professor de ciências planetárias na Universidade do Arizona em Tucson. “Logo, estamos caminhando para a situação que sempre tememos.”
Nomeada em homenagem ao astrofísico americano Donald Kessler e baseada em seu cláusula acadêmico de 1978, a Síndrome de Kessler — uma vez que o termo é espargido hoje — tem uma definição nebulosa. O termo descreve amplamente um cenário em que detritos no espaço desencadeiam uma reação em calabouço: uma explosão envia uma nuvem de fragmentos que, por sua vez, se chocam com outros objetos espaciais, criando ainda mais detritos.
O efeito em cascata pode continuar até que a trajectória da Terreno fique tão entupida de lixo que os satélites se tornem inoperáveis e a exploração espacial precise parar completamente.
Os pesquisadores discordam sobre o nível atual de risco e quando, exatamente, o congestionamento no espaço pode atingir o ponto sem retorno. Mas há um consenso generalizado sobre uma coisa: o tráfico no espaço é um problema sério que precisa desesperadamente ser abordado, de tratado com entrevistas da CNN com cientistas e especialistas em tráfico espacial.
Com que frequência ocorrem colisões entre objetos no espaço?
Desde o início dos voos espaciais em 1957, houve mais de 650 “quebras, explosões, colisões ou eventos anômalos resultando em fragmentação”, segundo a Dependência Espacial Europeia. Esses incidentes incluíram satélites que colidiram acidentalmente entre si, partes de foguetes e espaçonaves que explodiram inesperadamente, e testes de armas de nações incluindo os Estados Unidos, Rússia, Índia e China que espalharam detritos em várias altitudes em trajectória.
A Rússia, por exemplo, lançou um míssil contra um de seus próprios satélites uma vez que secção de um teste de armas em 2021, criando mais de 1.500 pedaços rastreáveis de detritos. A última grande colisão fortuito entre dois objetos espaciais ocorreu em fevereiro de 2009, quando um satélite militar russo morto, chamado Kosmos 2251, colidiu com o Iridium 33, um satélite de comunicações ativo operado pela empresa de telecomunicações americana Iridium. Esse evento produziu uma nuvem massiva de quase 2 milénio pedaços de detritos com quase 10 centímetros de diâmetro e milhares de pedaços ainda menores.
Eventos semelhantes em menor graduação também são comuns: um satélite meteorológico da Força Aérea dos EUA, por exemplo, se partiu em trajectória em 19 de dezembro, criando pelo menos 50 novos pedaços de detritos, disse a LeoLabs, uma empresa que rastreia objetos no espaço, na segunda-feira. Foi somente o mais recente em uma série de quatro eventos de “fragmentação” nos últimos meses que criaram mais de 300 novos detritos espaciais.
O que podemos e não podemos ver
Para aqueles que gerenciam satélites, o congestionamento no espaço pode ser um pesadelo. É generalidade um operador de satélite receber uma dúzia ou mais de alertas por dia sobre possíveis colisões.
O processo de rastreamento de objetos em trajectória — chamado de consciência situacional espacial — envolve o monitoramento de possíveis “conjunções”, ou aproximações entre duas entidades. Em um incidente leste ano, por exemplo, um satélite meteorológico da Nasa por pouco não colidiu com um foguete russo desativado, passando a menos de 20 metros de intervalo, segundo a LeoLabs.
Mas os riscos podem ser ainda maiores do que a consciência situacional espacial pode prever. Na maior secção dos casos, um objeto precisa ser maior que uma esfera de tênis para ser rastreado. Os objetos restantes são muito pequenos para refletir luz ou estão em áreas distantes da trajectória, difíceis de observar diretamente.
“Mesmo com os melhores sensores atuais, existem limites para o que pode ser confiavelmente ‘visto’ ou rastreado, e detritos espaciais menores são frequentemente impossíveis de rastrear”, disse Bob Hall, diretor de projetos especiais da COMSPOC Corp., uma empresa de software de tráfico espacial.
Mas objetos pequenos ainda podem simbolizar ameaças significativas. Em trajectória, os objetos giram tão rapidamente que até mesmo um floco de tinta é capaz de passar metal, segundo a Nasa. Isso significa que qualquer detrito deixado no espaço é profundamente preocupante — e potencialmente catastrófico.
Maior a altitude, maior o risco
Não está evidente exatamente uma vez que uma reação em calabouço de colisões no espaço pode ocorrer.
Diferentes regiões da trajectória terrestre têm seus próprios níveis de congestionamento e risco. A trajectória baixa da Terreno, que se estende até murado de 2 milénio quilômetros supra da superfície do planeta, é de longe a mais lotada. Esta extensão abriga duas estações espaciais tripuladas e enormes constelações de satélites que transmitem internet — uma vez que a rede de quase 7 milénio satélites Starlink da SpaceX — monitoram o clima, observam a produção agrícola ou analisam o clima.
Se uma vaga de explosões acontecesse na trajectória baixa da Terreno, poderia ameaçar a vida dos astronautas, interromper lançamentos de foguetes e levar à ruína de toda a tecnologia de satélites presente ali.
A boa notícia neste cenário, se é que existe alguma, é que as condições desastrosas podem não persistir por gerações: “Ainda temos resquícios de atmosfera na trajectória baixa da Terreno, logo temos um mecanismo procedente de limpeza”, disse Carolin Frueh, professora associada de aviação e astronáutica da Universidade Purdue em Indiana.
A uma altitude de murado de 500 quilômetros, objetos em trajectória naturalmente cairão de volta à Terreno ou se desintegrarão na atmosfera dentro de aproximadamente 25 anos, disse Frueh, indicando que um campo de detritos a essa intervalo provavelmente não ameaçaria o entrada ao espaço por gerações. Mas o cenário muda rapidamente em órbitas mais altas. A quase 800 quilômetros, levaria pelo menos um século para um detrito ser naturalmente arrastado para fora do espaço. A mais de 1 milénio quilômetros, o processo levaria milhares de anos.
Essa é uma má notícia para a trajectória geossíncrona — uma região sobre 35.786 quilômetros da superfície da Terreno — que abriga satélites de informação de centenas de milhões de dólares que transmitem TV e outros serviços para grandes partes do mundo.
“O lugar mais perigoso onde isso (um evento tipo Síndrome de Kessler) poderia sobrevir é na trajectória geossíncrona”, disse Reddy, o pesquisador da Universidade do Arizona. “Porque não temos uma vez que limpar isso rapidamente.”
Porquê as colisões em cascata podem ocorrer
O filme “Seriedade” de 2013 trouxe a teoria da Síndrome de Kessler para as telas: um míssil russo atinge um satélite morto e inicia uma cascata de colisões, gerando uma nuvem de detritos que devasta outros satélites e espaçonaves.
Mas enquanto o drama em “Seriedade” se desenrolou em uma hora e meia, um cenário real da Síndrome de Kessler provavelmente levaria anos — ou décadas — para se desenvolver, segundo especialistas. E desde o lançamento do filme há mais de uma dezena, o congestionamento em trajectória aumentou rapidamente: o tropa americano rastreava murado de 23 milénio objetos na era, comparado com 47 milénio objetos hoje.
Embora existam esforços contínuos para calcular onde, quando e uma vez que um efeito em calabouço pode encetar, é uma tarefa impossível, disse Frueh, da Purdue.
“Logo que começamos a fazer previsões para o horizonte, precisamos fazer suposições”, disse Frueh. “Todo padrão está inexacto, (mas) alguns são úteis.”
Os modelos são imprecisos porque mesmo os especialistas não têm uma imagem clara de onde os objetos estão em trajectória. Objetos menores que murado de 10 centímetros são praticamente invisíveis. Aliás, o clima espacial pode modificar as trajetórias orbitais — logo é difícil prever exatamente uma vez que e onde os detritos estão viajando, segundo Dr. Thomas Berger, diretor do Meio de Tecnologia, Pesquisa e Ensino em Clima Espacial da Universidade do Colorado. Berger falou sobre o tema em 11 de dezembro na reunião anual da União Geofísica Americana em Washington, DC.
O tamanho e a forma dos pedaços de lixo espacial também são um mistério. Assim, para modelar um único efeito da Síndrome de Kessler, os analistas teriam que julgar exatamente uma vez que um satélite se quebraria, uma vez que seria cada pedaço desses detritos, para onde viajaria e qual outro objeto poderia atingir em seguida.
“O que me tira o sono”, disse Dan Oltrogge, diretor do Meio de Padrões e Inovação Espacial da COMSPOC Corp., “é que os dados não são precisos o suficiente para permitir que você realmente evite aquilo que pensa estar evitando.”
A Síndrome de Kessler já começou?
Oferecido que a Síndrome de Kessler não é um evento momentâneo, os cientistas estão debatendo se o fenômeno já poderia estar em movimento. O experimento mental de Kessler pede aos pesquisadores que considerem se — mesmo que todos os lançamentos de foguetes cessassem — as colisões no espaço ainda aumentariam o número de objetos em trajectória. E não está evidente se esse ponto já foi obtido.
Os pesquisadores entrevistados para esta material ofereceram diferentes perspectivas sobre se eventos indicativos da Síndrome de Kessler já teriam começado. Mas Frueh disse que é por isso que ela não acredita mais que Síndrome de Kessler seja um termo útil. “Acho que é confuso para o público que diferentes entidades não concordem”, disse ela. “O noção em si não é tão evidente e preciso quanto se poderia pensar.”
O que os especialistas parecem concordar é que a situação em trajectória é problemática. Nenhum deles disse crer que o sinistro poderia certamente ser evitado. Mais provável, disseram, é que o lixo em trajectória continue a proliferar. Frueh disse: “Estou pessimista… de que agiremos a tempo hábil o suficiente de não ter danos econômicos no processo.”
Dr. Nilton Renno, professor de ciências climáticas e espaciais e engenharia da Universidade de Michigan, disse que é otimista por natureza. Mas a situação na trajectória da Terreno o lembra dos problemas ecológicos em curso cá em nosso planeta natal.
“A conformidade que paladar de fazer sobre detritos espaciais é com o plástico nos oceanos”, disse ele. “Costumávamos pensar que os oceanos são infinitos, e jogávamos lixo e plástico, e agora percebemos que não, esses são recursos finitos. E estamos causando enormes danos se não formos cuidadosos com o que fazemos.”
Prevenir a Síndrome de Kessler
Existem duas grandes considerações ao falar sobre prevenção da proliferação de detritos na trajectória da Terreno. Uma é a tecnologia de limpeza: empresas e iniciativas governamentais estão buscando desenvolver maneiras de impelir detritos para fora da trajectória, uma vez que o Sistema de Desorbitação por Aumento de Arrasto, ou ADEO, desenvolvido pela Dependência Espacial Europeia e pela empresa de tecnologia High Performance Space Structure Systems, ou HPS GmbH.
O protótipo da vela de frenagem foi implantado com sucesso do satélite ION em dezembro de 2022, segundo a ESA. A tecnologia da vela “fornece um método passivo de desorbitação ao aumentar o efeito de arrasto atmosférico superficial”, disse um expedido da ESA, com o objetivo de fazer com que um satélite desativado desça mais rapidamente e queime na atmosfera da Terreno sem deixar detritos.
Esses métodos, no entanto, são experimentais e extremamente caros, observou Renno. E não está evidente quem estaria disposto a remunerar por eles.
A segunda consideração é a regulamentação. Especialistas em política espacial têm escoltado há anos os esforços para adotar novas diretrizes internacionais ou leis nacionais destinadas a impedir que empresas espaciais ou atores mal-intencionados ajam de forma irresponsável. Existem alguns esforços em curso.
Em setembro, as Nações Unidas adotaram o Pacto para o Porvir. O documento, adotado pelos estados-membros, inclui uma intenção para que as nações “discutam o estabelecimento de novos marcos regulatórios para o tráfico espacial, detritos espaciais e recursos espaciais por meio do Comitê sobre os Usos Pacíficos do Espaço Exterior.” A linguagem parece nebulosa, e especialistas em política espacial apontam que as Nações Unidas não possuem meios de emprego da diretriz.
Talvez mais prático, disse Renno, seja que nações individuais adotem leis para as partes interessadas no espaço. E ele acredita que os Estados Unidos devem assumir um papel de liderança nesse processo.
“Acho que a maior preocupação é a falta de regulamentação”, disse ele. “Acredito que ter algumas normas e diretrizes propostas pela indústria ajudará muito.”
Lixo nos oceanos pode ser visto do espaço com satélites