A Síndrome de Kessler é um cenário teórico no qual a órbita da Terra está superpovoada de objetos e detritos, impedindo o uso de satélites em certas seções da órbita da Terra. Neste cenário, a poluição espacial é perpetuada por colisões entre objectos em órbita, criando mais detritos e criando assim um efeito dominó de futuras colisões. Esta teoria foi apresentada em 1978 pelo cientista da NASA Donald J. Kessler num artigo intitulado "Frequência de Colisões de Satélites Artificiais": A Criação de uma Cinta de Detritos"
A teoria ganhou atenção nos últimos anos devido ao crescente interesse em operações espaciais entre organizações influentes. Várias grandes corporações, incluindo a Amazon, SpaceX, OneWeb e Apple, planejam lançar dezenas de milhares de satélites artificiais em órbita na próxima década. Fazendo isso tem a possibilidade de catalisar um cenário como o descrito na teoria de Kessler.
Kessler especificou que a porção da órbita da Terra mais em risco é a baixa órbita da Terra (LEO), mas que viagens espaciais e satélites de órbita média da Terra (MEO) ainda seriam possíveis. No entanto, alguns temem que um cenário da Síndrome de Kessler inibisse completamente todo o acesso ao espaço, deixando os humanos e a infra-estrutura humana ligados à Terra por várias gerações.
Como funciona a Síndrome de Kessler
A Síndrome de Kessler aplica métodos usados no estudo de cinturas de asteróides para prever padrões de colisão para satélites ativos na órbita da Terra.
A causa direta de um cenário da Síndrome de Kessler não é a existência de objetos feitos pelo homem em si, mas as colisões entre esses objetos, que podem gerar quantidades exponencialmente maiores de detritos. Por exemplo, em 2009, uma colisão entre satélites de comunicação americanos e russos gerou mais de 2.000 pedaços de destroços espaciais. Se houver mais satélites, a frequência da colisão provavelmente aumentará.
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Earth's orbit is becoming polluted
In addition to accidental collisions, A destruição deliberada de naves espaciais como resultado de ação militar também contribui para a contagem de destroços, assim como eventos naturais como erupções solares, que podem causar mau funcionamento e colisão dos satélites.
Cada novo pedaço de lixo espacial também se torna um risco de colisão, mesmo que os detritos sejam muito menores do que os objectos originais. Como ponto de referência, uma mancha de tinta de 1 centímetro que viaja a velocidades suficientemente rápidas pode infligir a mesma quantidade de danos que um objecto de 550 libras que viaja a 60 mph na Terra, de acordo com a NASA. Objetos em órbita baixa da Terra -- cerca de 1.200 milhas de altitude -- colidem a uma velocidade média de aproximadamente 22.000 mph.
Qual a probabilidade de impactar a vida na Terra?
Além dos efeitos potencialmente monumentais sobre o meio ambiente, este cenário pode levar à grave inibição dos programas espaciais da Terra.
O pior cenário nesta teoria envolveria uma reacção em cadeia de colisões entre objectos feitos pelo homem, bem como os micrometeoróides que já existem na órbita da Terra.
Um cenário ligeiramente menos grave -- mas mais provável -- envolveria a incapacidade da maioria das naves espaciais em órbita baixa da Terra, o que afectaria significativamente a vida na Terra. Estes satélites são os mais afectados pela Síndrome de Kessler.
Os objectos mais artificiais na órbita da Terra são os satélites LEO. Muitos serviços modernos dependem dos satélites LEO para funcionar. Estes incluem sistemas de posicionamento global (GPS) e televisão, assim como serviços utilizados em pesquisas militares e científicas. A Estação Espacial Internacional (ISS) e o Telescópio Espacial Hubble também se encontram em órbita muito baixa da Terra. As vidas humanas estariam em risco se a ISS colidisse com o lixo espacial.
Especialistas da NASA alertam que a órbita baixa da Terra já está em massa crítica, o que significa que a adição de mais objetos neste ponto poderia iniciar uma cadeia irreversível de colisões.
Quem está lançando satélites?
Apesar da possibilidade de um cenário de Síndrome de Kessler, empresas e governos de todo o mundo continuam a planejar e realizar lançamentos espaciais que poderiam contribuir para a contagem geral de destroços.
Recentemente, o SpaceX do Elon Musk solicitou permissão para lançar 42.000 satélites no espaço. O governo dos EUA aprovou 12.000 desses satélites. Outras grandes corporações tecnológicas estão seguindo o exemplo, incluindo Apple e Amazon, embora o SpaceX tenha o maior pedido até agora.
Estas grandes frotas de satélites são chamadas megaconstelações, e estão se tornando mais populares à medida que os satélites estão se tornando mais baratos de construir. Muitas empresas estão lançando megaconstelações em preparação para a transição para 5G.
Em maio de 2019, 60 satélites SpaceX Starlink foram lançados. Um deles quase colidiu com o satélite de observação terrestre Aeolus da Agência Espacial Europeia, forçando-os a mover o satélite em 2 de setembro do mesmo ano.
Missão Shakti da Índia - um teste de mísseis anti-satélite lançado em 27 de março de 2019 - também criou milhares de pedaços de destroços.
Síndrome de Kessler pode ser evitada ou reduzida?
Não existe actualmente nenhum protocolo para remover satélites e destroços obsoletos da órbita da Terra.
No entanto, a monitorização de perto e designs de satélites mais inteligentes podem ser capazes de mitigar as colisões. A Space Surveillance Network é uma organização encarregada de monitorar o estado dos objetos na órbita da Terra.
Enquanto a NASA e o governo dos EUA rastreiam aproximadamente 23.000 objetos feitos pelo homem de tamanho softball e maiores, há também inúmeros objetos pequenos demais para rastrear na órbita da Terra; esses objetos também podem causar destruição.
Telescópios solares siderais -- incluindo o Telescópio Solar Inouye da NSF e o SOHO da NASA -- desempenham um papel importante no monitoramento de erupções solares potencialmente destrutivas e outras condições meteorológicas espaciais, que podem causar mau funcionamento e queda de satélites.
Além do monitoramento e observação, outras medidas podem ser tomadas para minimizar a colisão de satélites. Uma delas é o uso de um escudo de Whipple, que é uma cobertura fina sobre a parede principal de uma nave espacial destinada a distribuir energia de impacto por toda a embarcação, diminuindo a concentração do golpe. Estes escudos só são eficazes contra objetos de 1 centímetro de largura ou menores, o que não é insignificante, mas não fornece nada próximo a uma defesa abrangente.
Para objetos que são grandes demais para os escudos Whipple, mas pequenos demais para rastrear a partir do solo, os cientistas sugerem uma câmera infravermelha a bordo, acoplada a propulsores de ação rápida. A câmera poderia detectar a entrada de detritos e ativar os propulsores para se esquivar dos detritos, tudo sem a entrada do solo. Alguns desses propulsores usariam um gel especial como propulsor que aumenta o número de vezes que um satélite poderia usá-los para se esquivar dos detritos.
Uma empresa empreiteira espacial também está considerando um sistema chamado RUSTLER (Round Up Space Trash for Low Earth orbit Remediation), que seria um veículo de médio porte projetado para recolher e descartar os detritos. As embarcações enviariam pulsos para o lixo espacial através de amarras eletrodinâmicas. O pulso interagiria com o campo gravitacional da Terra, criando um efeito de arrastamento atmosférico que diminuiria os detritos para a atmosfera terrestre, onde idealmente queimaria na sua descida.