Emissões de gases de efeito estufa ameaçam a capacidade orbital da Terra, alerta estudo

Um novo estudo publicado na Nature Sustainability revela que o aumento das emissões de gases de efeito estufa pode reduzir drasticamente o número de satélites que podem orbitar a Terra de forma segura. A pesquisa, liderada por William Parker do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e Matthew K. Brown da Universidade de Birmingham, utiliza modelos atmosféricos para estimar o impacto das mudanças climáticas na capacidade orbital da Terra até 2100.

O problema central é que o aumento das concentrações de emissões de gases de efeito estufa, como o CO2, causa um resfriamento e contração da termosfera, camada superior da atmosfera onde a maioria dos satélites opera em órbita baixa da Terra. Esse fenômeno reduz a densidade atmosférica, diminuindo o arrasto sobre os detritos espaciais e prolongando seu tempo em órbita.

Com o crescente número de satélites em órbita baixa da Terra, o acúmulo de detritos espaciais representa um risco de colisão para satélites ativos, podendo levar a uma reação em cadeia de novos detritos, conhecida como Síndrome de Kessler.

O que a mudança climática tem a ver com a quantidade de satélites?

Os resultados do estudo indicam uma potencial redução de 50% a 66% na capacidade de satélites entre 200 e 1.000 quilômetros de altitude até 2100, dependendo do cenário de emissões de CO2. O estudo considera diferentes trajetórias de emissões, conhecidas como Shared Socio-economic Pathways (SSPs). No cenário mais pessimista, que prevê um aumento contínuo das emissões, a capacidade orbital pode ser reduzida para algo entre 25 e 40 milhões de satélites.

Parker e seus colegas introduziram o conceito de Capacidade Instantânea de Kessler (IKC) para calcular o número máximo de satélites que podem ser colocados em uma determinada altitude, mantendo as populações de detritos em equilíbrio estável. O modelo IKC leva em consideração as características dos satélites (massa, raio) e dos detritos (massa, raio, coeficiente balístico) para estimar a frequência de colisões e a taxa de remoção de detritos devido ao arrasto atmosférico.

A pesquisa também destaca que a redução na densidade atmosférica afeta o tempo de vida útil dos satélites, especialmente aqueles que não possuem capacidade de manobra. As regulamentações atuais exigem que os operadores de satélites desorbitem suas naves espaciais em um período de tempo razoável após o término de suas missões, geralmente em até cinco ou 25 anos. No entanto, com a contração da termosfera, o tempo necessário para a desorbitação passiva aumenta, elevando o risco de colisões.

Embora tecnologias de desorbitação ativa estejam sendo consideradas, os autores enfatizam a importância da mitigação das emissões de gases de efeito estufa para preservar o acesso e o uso do espaço sideral. Eles argumentam que a redução das emissões de gases de efeito estufa é uma medida fundamental para mitigar a perda de capacidade orbital, pois afeta diretamente o arrasto do satélite em toda a órbita baixa da Terra.

O estudo ressalta a necessidade de uma ação unificada para enfrentar as mudanças climáticas e o acúmulo de detritos orbitais, duas questões globais interligadas. William Parker enfatiza que “para regular e fazer uso equitativo da órbita baixa da Terra, um pré-requisito é entender quanto recurso está disponível para ser compartilhado”.

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