Com centenas de satélites lançados todos os anos, colisões no espaço e a criação de fragmentos em movimento rápido de detritos espaciais - ou 'lixo espacial' - estão se tornando cada vez mais prováveis, ameaçando nossa contínua presença humana e tecnológica no espaço.

A Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) publicou recentemente seu primeiro relatório sobre o custo econômico dos detritos espaciais. Usando pesquisas de várias fontes, incluindo dados e análises do Space Debris Office da ESA, ele descreve os perigos que se avizinham se não agirmos, e o que pode ser feito para garantir nosso futuro no espaço.

Aqui, resumimos as principais conclusões do relatório e explicamos como a ESA está a ajudar a resolver o problema através do seu Programa de Segurança Espacial.

Um problema crescente

"Vulnerabilidades econômicas e sociais aos perigos do espaço, em particular detritos espaciais, estão crescendo. "- Sustentabilidade do Espaço:A Economia dos Detritos Espaciais em Perspectiva da OCDE, 2020.

O uso institucional e comercial do espaço está crescendo em uma taxa crescente. O número de satélites em órbita aumentará ainda mais com o lançamento de 'mega-constelações' para banda larga via satélite, alguns compreendendo milhares de satélites, e com isso aumenta o risco de colisões e mais detritos espaciais.

Apenas uma colisão ou explosão no espaço cria milhares de pequenas, pequenos fragmentos de entulho que se movem rapidamente, capazes de danificar ou destruir um satélite em funcionamento. Por exemplo, em 2007, a destruição intencional do satélite FengYun-1C dobrou a quantidade de destroços a uma altitude de cerca de 800 km, levando a um aumento de 30% na população total de entulhos naquela época.

Detritos espaciais são caros, e se tornará ainda mais

Sobre os custos do lixo espacial, o relatório afirma que:"As medidas de proteção e mitigação de detritos espaciais já custam caro para os operadores de satélite, mas os principais riscos e custos estão no futuro, se a geração de detritos ficar fora de controle e tornar certas órbitas inutilizáveis ​​para atividades humanas. "

Proteger satélites de detritos espaciais é caro, começando com medidas de design, a necessidade de vigilância e rastreamento, movendo satélites operacionais para fora do caminho de perigo e até mesmo substituindo missões por completo.

Para satélites em órbita geoestacionária, a OCDE relata que tais custos somam cerca de 5-10% dos custos totais da missão, o que pode custar centenas de milhões de dólares. Em órbitas baixas da Terra, os custos relativos por missão podem ser ainda maiores do que 5–10%.

Contudo, o custo da inação seria muito maior. Detritos suficientes em órbita podem levar à "síndrome de Kessler", na qual as colisões se propagam, levando a mais e mais colisões autogeradas, e o que a OCDE descreve como "um ponto de inflexão ecológico que pode tornar certas órbitas inutilizáveis."

Economias e sociedades estão cada vez mais vulneráveis ​​aos efeitos dos detritos

Os impactos socioeconômicos da síndrome de Kessler seriam graves. Importantes aplicativos espaciais podem ser perdidos, como previsão do tempo, monitoramento do clima, ciências da terra e comunicações baseadas no espaço. A incapacidade de usar certas órbitas teria consequências de amplo alcance e significativas. De acordo com o relatório, estes incluiriam:

• Aplicações e funcionalidades exclusivas podem ser perdidas, e. Internet, meteorologia e serviços de comunicação
• Vidas perdidas, por exemplo maior risco para os astronautas na Estação Espacial Internacional
• Ciência da Terra interrompida e pesquisa climática
• Aumento de aglomeração e pressões em outras órbitas
• Crescimento econômico contido e desaceleração dos investimentos no setor

Especificamente, o relatório afirma que:"certas áreas geográficas e grupos sociais seriam afetados de forma desproporcional, em particular em áreas rurais com infraestruturas terrestres existentes limitadas e grande dependência de infraestruturas espaciais. "

Não estamos fazendo o suficiente

De acordo com o relatório, "existem medidas de mitigação nacionais e internacionais abrangentes, mas a conformidade é insuficiente para estabilizar o ambiente orbital. "

As diretrizes atuais de mitigação de detritos para operadores que voam por satélites em órbitas geoestacionárias e baixas da Terra incluem, entre outros:

• evitar a geração intencional de detritos (incluindo testes anti-satélite)
• minimização do potencial de explosões acidentais
• uma regra de desórbita de 25 anos para missões em órbita baixa da Terra
• missões em órbita geoestacionária devem ser enviadas para uma 'órbita de cemitério' superior no final de suas vidas, mantendo-se fora do caminho de funcionamento dos satélites
• a prevenção de colisões deve ocorrer quando possível, bem como minimizar o risco de acidentes no solo devido a reentradas

Conforme resumido no último Relatório Ambiental de Detritos Espaciais da ESA, a maioria dos operadores de satélites em órbita geoestacionária cumpre essas diretrizes, mas menos de 60% dos que voam em órbita baixa da Terra aderem (e apenas 20% em órbitas acima de 650 km). Vários países também realizaram testes anti-satélite ao longo dos anos.

Programa de Segurança Espacial da ESA - a resposta da Europa

O Space Debris Office da ESA dedica-se a proteger as missões em voo hoje, bem como a garantir um futuro sustentável para os voos espaciais. Todos os dias, equipes no controle da missão ESOC em Darmstadt, Alemanha, monitorar e avaliar a probabilidade de colisões potenciais em órbita e orientar os operadores sobre como manter suas missões seguras.

À medida que mais satélites são lançados em órbita, métodos 'manuais' atuais para evitar colisões no espaço, e a criação de detritos, não será suficiente. Como tal, ESA, por meio do Programa de Segurança Espacial da Agência, está desenvolvendo tecnologias de 'prevenção automatizada de colisões' que tornarão o processo de prevenção de colisões mais eficiente.

Ao avaliar o risco e a probabilidade de colisões no espaço, este software irá melhorar o processo de tomada de decisão sobre se uma manobra é necessária, e pode até mesmo enviar ordens para satélites em risco para saírem do caminho.

Mas e o lixo que já está em órbita? Em uma estreia mundial, A ESA comissionou uma missão que removerá um item de entulho da órbita.

A missão ClearSpace-1 terá como alvo um estágio superior Vespa (Vega Secondary Payload Adapter) deixado em órbita após o segundo vôo do lançador Vega da ESA em 2013.

Com uma massa de 100 kg, a Vespa tem o tamanho aproximado de um pequeno satélite, while its relatively simple shape and sturdy construction make it a suitable first goal. This first step, proving debris removal in orbit is possible, will establish a commercial service that can also address larger, more challenging 'captures, ' eventually including multi-object capture.

Collision avoidance and debris removal are vital to reducing the amount of debris in space, but compliance with the debris mitigation guidelines outlined above has the greatest impact on our space environment. ESA's Space Debris Office monitors compliance around the globe, and along with the Clean Space Office is working to increase global compliance through operations and technology advancements.