Nenhum satélite permanece o mesmo depois de lançado no espaço. O quanto ele muda pode passar despercebido - até que algo ruim aconteça.

Carolin Frueh está entre apenas um punhado de pesquisadores que persistiram no uso de uma técnica complexa que pode diagnosticar um problema a milhares de quilômetros de distância com base em como o satélite reflete a luz solar.

"Enquanto você dirige um carro, você não pode sair do carro para verificar se algo caiu ou foi danificado. Mas você sabe que pode haver um problema, "disse Frueh (pronuncia-se" livre "), professor assistente na Escola de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade Purdue.

"Um operador pode notar que um satélite está instável ou não carregando corretamente. Uma perspectiva externa pode dizer se é porque algo quebrou, ou se um painel ou antena não estiver orientado corretamente, por exemplo."

Não diagnosticar o problema aumenta as chances de perder ou não conseguir restabelecer a comunicação com o satélite. Quando a comunicação é perdida, um satélite pode se tornar pedaços de entulho que permanecem no espaço por centenas de anos ou indefinidamente, a menos que sejam ativamente removidos.

Este "lixo espacial" representa um perigo para outras espaçonaves. Existem cerca de 100, 000 fragmentos maiores do que um centavo orbitando a Terra, de acordo com um banco de dados do Comando Estratégico dos EUA.

O espaço é um vácuo que imediatamente estressa um satélite. Transições constantes entre o frio profundo da sombra da Terra e o calor extremo do sol também afetam o tempo.

"Você sabe tudo sobre um satélite quando ele está no solo. Mas essa configuração muda porque, para carregar o satélite, partes dele precisam ser dobradas. Uma vez no espaço, você quer os painéis desdobrados, estavelmente orientada para o sol e a antena apontada para a Terra, "Frueh disse.

"Quanto mais tempo um satélite está lá fora, menos você sabe sobre isso. "

Os satélites são quase sempre iluminados pelo sol, além de curtas transições para a sombra da Terra. A luz que um satélite reflete pode ajudar a revelar a solução para um defeito estrutural.

O método requer o uso de telescópios na Terra para coletar a luz refletida por um satélite ou uma de suas partes. Porque os satélites estão distantes, esses objetos podem simplesmente aparecer como pontos brancos mesmo em uma imagem de telescópio, semelhantes às estrelas em um céu noturno.

Mudanças no brilho de um "ponto" ao longo do tempo são registradas como curvas de luz. Essas curvas de luz são então processadas e usadas para extrair informações sobre a aparência ou estado rotacional de um objeto.

Curvas de luz podem ser uma maneira menos cara e mais prática de identificar problemas de satélites em comparação com o radar. Embora o radar possa obter uma imagem mais detalhada de um satélite se as condições forem favoráveis ​​e o satélite estiver em baixas altitudes, as curvas de luz podem fornecer informações independentemente da distância do satélite da superfície da Terra. As curvas de luz também dependem passivamente da luz solar, enquanto o radar ilumina ativamente um objeto para torná-lo visível.

Quanto mais complexo é um objeto, mais difícil é estimar ou resolver a aparência do objeto usando curvas de luz. Os resultados também podem ser ambíguos; e se um componente de satélite apenas parecer quebrado porque está projetando uma sombra sobre si mesmo?

Identificar e caracterizar objetos feitos pelo homem com curvas de luz é tão matematicamente complexo que mais pesquisadores, em vez de, use a técnica para estudar asteróides. Como corpos naturais, asteróides têm menos materiais diversos na superfície e menos arestas afiadas, tornando a matemática um pouco mais simples.

Mas mesmo respostas parciais de curvas de luz podem fornecer informações valiosas sobre um satélite.

Em 2015, O laboratório de Frueh observou um objeto misterioso conhecido simplesmente como "WT1190F" usando o telescópio Purdue Optical Ground Station. Ela e seus colaboradores descobriram a partir de curvas de luz e modelagem associada que o objeto era quase certamente de fabricação humana e um provável candidato para um pedaço de "Snoopy, "um módulo lunar da Apollo 10 ausente. A missão fazia parte de um teste antes da aterrissagem da Apollo 11 em 1969, quando Neil Armstrong caminhou na lua.

Uma equipe de astrônomos confirmou que as descobertas sugerem que o objeto veio do Snoopy. Sucessos como esses mostram que melhorar a identificação de objetos espaciais com curvas de luz pode valer a pena. (A descoberta é até citada na entrada da Wikipedia para WT1190F.)

"É importante quando podemos dizer com 80% de certeza o que é um objeto, mesmo que conseguir essa resposta possa ser extremamente difícil. Seria muito menos útil, mas mais fácil, para dar uma centena de respostas diferentes para o que é um objeto, tudo com cerca de 1% de probabilidade, "Frueh disse.

O laboratório de Frueh está trabalhando para melhorar a probabilidade de que uma curva de luz identifique e caracterize com sucesso objetos espaciais simples e complexos.

O objetivo é que, em cinco a 10 anos, a técnica não só poderia ajudar de forma confiável um operador de satélite, mas também fornece modelos completos de forma e rotação, mesmo quando nenhuma informação ou suposição sobre o objeto está disponível. Esses modelos mostrariam mais claramente os diferentes materiais de superfície e bordas afiadas dos satélites, tornando-os mais fáceis de identificar.

Com financiamento do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea, Frueh está desenvolvendo maneiras de usar curvas de luz para aumentar o conhecimento de objetos feitos pelo homem na ausência de informações de um operador de satélite.

As informações que as curvas de luz fornecem sobre os satélites também podem melhorar a forma como eles serão projetados no futuro. O laboratório de Frueh identificou objetos orbitando a Terra que parecem ser a folha de ouro de satélites que se descamam com o tempo. Esses flocos podem criar objetos minúsculos perigosamente difíceis de rastrear.

"A ideia é melhorar a consciência situacional do espaço, "Frueh disse.