A SpaceX atraiu muitos elogios e críticas com a criação do Starlink, uma constelação que um dia fornecerá acesso à internet banda larga para todo o mundo. A data, a empresa lançou mais de 800 satélites e (neste verão) está produzindo a uma taxa de cerca de 120 por mês. Existem até planos para ter uma constelação de 42, 000 satélites em órbita antes do fim da década.

Contudo, houve alguns problemas ao longo do caminho, também. Além das preocupações usuais sobre poluição luminosa e interferência de radiofrequência (RFI), há também a taxa de falhas que esses satélites experimentaram. Especificamente, cerca de 3% de seus satélites provaram não responder e não estão mais manobrando em órbita, o que pode ser perigoso para outros satélites e espaçonaves em órbita.

Para evitar colisões em órbita, A SpaceX equipa seus satélites com propulsores de efeito Hall de criptônio (motores iônicos) para elevar sua órbita, manobra no espaço e desorbit no final de suas vidas. Contudo, de acordo com dois avisos recentes que a SpaceX emitiu para a Federal Communications Commission (FCC) durante o verão (meados de maio e final de junho), vários de seus satélites perderam capacidade de manobra desde que foram implantados.

Infelizmente, a empresa não forneceu informações suficientes para indicar quais dos seus satélites foram afetados. Por esta razão, o astrofísico Jonathan McDowell, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e do Chandra X-ray Center, apresentou sua própria análise do comportamento orbital dos satélites para sugerir quais satélites falharam.

A análise foi postada no site de McDowell (Jonathan's Space Report), onde ele combinou os próprios dados da SpaceX com fontes do governo dos EUA. A partir disso, ele determinou que cerca de 3% dos satélites na constelação falharam porque não estão mais respondendo aos comandos. Naturalmente, algum nível de atrito é inevitável, e 3% é relativamente baixo com relação às taxas de falha.

Mas todo satélite que é incapaz de manobrar devido a problemas com suas comunicações ou seu sistema de propulsão cria um risco de colisão para outros satélites e espaçonaves. Como McDowell disse Business Insider :

"Eu diria que sua taxa de falha não é flagrante. Não é pior do que a taxa de falha de qualquer outra pessoa. A preocupação é que mesmo uma taxa de falha normal em uma constelação tão grande acabará com muito lixo espacial ruim."

Síndrome de Kessler

Nomeado após os cientistas da NASA Donald J. Kessler, que o propôs pela primeira vez em 1978, A síndrome de Kessler se refere à ameaça representada por colisões em órbita. Isso leva a separações catastróficas que criam mais detritos que levarão a mais colisões e separações, e assim por diante. Quando se leva em consideração as taxas de falha e os planos de longo prazo da SpaceX para uma "megaconstelação, "esta síndrome surge naturalmente em sua cara feia.

Não faz muito tempo, A SpaceX obteve permissão da Federal Communications Commission (FCC) para implantar cerca de 12, 000 satélites Starlink para órbitas que variam de 328 km a 580 km (200 a 360 mi). Contudo, registros mais recentes junto à União Internacional de Telecomunicações (UIT) mostram que a empresa espera criar uma megaconstelação de até 42, 000 satélites.

Nesse caso, uma taxa de falha de 3% resulta em 360 e 1, Satélites de 260 (respectivamente) 250 kg (550 lbs) tornando-se extintos com o tempo. Em fevereiro de 2020, de acordo com o Escritório de Detritos Espaciais da ESA (SDO), existem atualmente 5, 500 satélites em órbita da Terra - cerca de 2, 300 dos quais ainda estão operacionais. Isso significa (empregando matemática nua) que uma megaconstelação Starlink completa aumentaria o número de satélites que não funcionam em órbita em 11% a 40%.

O problema de destroços e colisões parece ainda mais ameaçador quando você considera a quantidade de destroços em órbita. Além dos satélites que não funcionam, o SDO também estima que existem atualmente 34, 000 objetos em órbita medindo mais de 10 cm (~ 4 polegadas) de diâmetro, 900, 000 objetos entre 1 cm a 10 cm (0,4 a 4 pol.), e 128 milhões de objetos entre 1 mm e 1 cm.

Estratégias de Mitigação

Naturalmente, SpaceX enfatizou que o risco de colisão é muito pequeno. Em seus registros com a FCC em abril de 2017, A SpaceX abordou a possibilidade de riscos de colisão assumindo taxas de "falha de satélite, resultando na incapacidade de realizar procedimentos de prevenção de colisão de 10, 5 e 1 por cento. "Em resposta, a empresa indicou que mesmo um risco de 1% era improvável, dadas as seguintes especificações e diretrizes:

• Projetar a constelação Starlink para exceder as diretrizes de mitigação de detritos da NASA e um "programa de monitoramento agressivo" para detectar problemas em potencial e satélites afetados por desorbitagem.
• Um cronograma de implantação incremental por um longo período de tempo (que eles estão realizando implantando um lote de 60 satélites por lançamento).
• Um processo de design iterativo que aproveita novas tecnologias e atualizações, evitando o lançamento de mais satélites identificados como problemáticos, e desorbitar aqueles identificados como um risco.

Último, mas não menos importante, SpaceX enfatizou que realiza simulações, o que corrobora com informações do Joint Space Operations Center (JSpOC) da USAF e do modelo de engenharia de detritos orbitais da NASA. A partir disso, eles alegaram que, com base em uma taxa de falha de satélite de 1% e sem manobras corretivas, havia "aproximadamente 1% de chance por década de que qualquer satélite da SpaceX com falha colidisse com um pedaço de entulho rastreado."

Implantação de 60 satélites Starlink confirmada pic.twitter.com/x83OvjB4Pa

- SpaceX (@SpaceX) 6 de outubro 2020

Há também o cenário provável em que os satélites Starlink desorbitam naturalmente se seus sistemas de propulsão falharem e eles forem incapazes de aumentar sua órbita ou aplicar impulso corretivo. Mas mesmo com suas órbitas mais baixas, em comparação com outros satélites de telecomunicações, esse processo ainda levará de um a cinco anos. No fim do dia, não há garantias, apenas vigilância e preparação.

Enquanto isso, Musk anunciou no início deste mês que, com o último lote de seus satélites lançado em órbita, A Starlink está planejando lançar um teste beta de seu serviço de internet. "Assim que esses satélites alcançam sua posição alvo, poderemos lançar uma versão beta pública bastante ampla no norte dos EUA e, com sorte, no sul do Canadá. Outros países seguirão assim que recebermos a aprovação regulatória, "ele tuitou.