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Apr 20, 2024

Um satélite implantou uma vela de arrasto e saiu da órbita cinco anos antes

Numa era de “coisas” crescentes em órbita da Terra, uma grande preocupação é o que acontece se um satélite atingir outro. O resultado pode ser uma explosão, ou uma reação em cadeia de colisões, ou o fechamento de uma

Numa era de “coisas” crescentes em órbita da Terra, uma grande preocupação é o que acontece se um satélite atingir outro. O resultado poderia ser uma explosão, ou uma reação em cadeia de colisões, ou o fechamento de uma órbita. Isso seria catastrófico. No entanto, um pequeno satélite chamado SBUDNIC enviou-se de volta à Terra mais cedo do que o esperado. Seu objetivo: demonstrar uma maneira de baixo custo de cuidar do lixo espacial.

SBUDNIC foi ideia de um grupo de estudantes da Brown University que estavam em uma aula de “Projeto de Sistemas Espaciais” ministrada pelo professor de engenharia Rick Fleeter. Era um CubeSat 3U feito de componentes prontos para uso (incluindo 48 baterias Energizer), uma pequena câmera e uma vela de plástico. Ele se junta a uma série de outros CubeSats usados ​​(ou propostos para uso) na Terra e em todo o Sistema Solar.

A equipe o lançou a bordo de um foguete SpaceX em 25 de maio de 2022. Eles se comunicaram com ele por meio de uma plataforma de prototipagem Arduino baseada em rádio Ham. Eles são comumente usados ​​a bordo de Cubesats 3U devido ao seu peso leve e confiabilidade. A ideia era mostrar um método de saída de órbita acessível.

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“Estávamos tentando provar que existem maneiras de desorbitar o lixo espacial após o término da missão que não são muito caras”, disse Selia Jindal, que se formou na Brown em maio e foi uma das líderes do projeto. “Isso mostrou que podemos fazer isso. Conseguimos desorbitar nosso satélite com sucesso para que ele não ocupe mais espaço na órbita da Terra. Mais importante ainda, o projeto realmente ajudou a mostrar que existem planos significativos que podemos implementar para combater o problema do lixo espacial que são rentáveis.”

Uma vez em órbita a uma altitude de 520 quilômetros, a vela da espaçonave se abriu. Pense em sua vela de arrasto quase como um pára-quedas que desacelera a espaçonave. Isso ajudou a empurrar gradualmente a pequena nave espacial de volta para a atmosfera da Terra. Acontece que a vela foi bastante eficiente, o que ajudou o satélite a perder altitude. Em março deste ano, havia caído para 470 quilômetros. Mais tarde, em 8 de agosto de 2023, havia caído para 147 quilômetros, sua última posição conhecida. Pouco depois, queimou na Turquia devido ao calor da reentrada.

Esta é uma reentrada bastante rápida e demonstra uma tecnologia útil para outros satélites. Antigamente, esses objetos podiam permanecer em órbita por até 25 anos. Mas, em 2022, a Comissão Federal de Comunicações criou uma nova regra de 5 anos para a desorbitação de satélites. Afirma que as naves espaciais que cheguem a altitudes inferiores a quilómetros devem sair de órbita o mais rapidamente possível e não mais de cinco anos após o final das suas missões.

Outra coisa a considerar é a atividade solar. Faz com que a atmosfera da Terra “incha” durante os períodos de máximo solar. Isso aumenta o arrasto nos satélites em órbita baixa. É um problema conhecido que os operadores de satélite enfrentam. A tecnologia de baixo custo e pronta para uso demonstrada pelo projeto SBUDNIC do estudante Brown oferece uma solução útil para saídas de órbita imprevistas.

A ideia de saídas repentinas de órbita e outras catástrofes no espaço próximo da Terra é algo que todos os operadores de satélites temem. Foi isso que inspirou o projeto do aluno em primeiro lugar. “Estes são cenários horríveis, mas infelizmente os números ditam a probabilidade de que isso acontecerá eventualmente, por isso precisamos estar preparados”, disse Marco Cross, que se formou na Brown no ano passado com mestrado em engenharia biomédica e atuou como engenheiro-chefe para SBUDNIC.

A criação do satélite de teste usando um CubeSat como parte de um projeto de aula proporcionou uma oportunidade perfeita para os estudantes de engenharia colocarem a teoria em prática. O projeto custou cerca de US$ 10.000 e permitiu que os alunos praticassem reviravoltas rápidas do “esboço ao lançamento”. “Esta foi uma circunstância incomum e aproveitamos isso”, disse Fleeter.

A prova de conceito bem-sucedida foi apoiada por parceiros da indústria como D-Orbit, AMSAT-Itália, bem como La Sapienza-Universidade de Roma e NASA Rhode Island Space Grant. Os resultados podem ter um impacto positivo nos esforços para reduzir o lixo espacial. “Existem empresas que estão tentando resolver esse problema do lixo espacial com conceitos como guinchos espaciais ou redes no espaço que irão capturar o lixo espacial e tirá-lo da órbita”, disse Dheraj Ganjikunta, que se formou na Brown em 2022 e foi membro do SBUDNIC. gerente principal do programa. “O que é surpreendente no SBUDNIC é que ele tem um custo muito menor do que qualquer uma dessas soluções. Em vez de retirar o lixo do espaço depois que ele se torna um problema, temos esse dispositivo de arrasto de US$ 30 que você pode simplesmente jogar nos satélites e reduzir radicalmente o tempo que eles ficam no espaço.”