Um estudo recente publicado na Nature Sustainability revela que o aumento nas emissões de gases de efeito estufa pode impactar significativamente o número de satélites que podem orbitar a Terra de maneira segura. A pesquisa, conduzida por pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Universidade de Birmingham, utiliza modelos atmosféricos para avaliar o efeito das mudanças climáticas na capacidade orbital da Terra até o ano de 2100.
O principal desafio identificado é que o aumento das emissões de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO2), provoca o resfriamento e a contração da termosfera, a camada superior da atmosfera onde a maioria dos satélites opera em órbita baixa. Essa mudança resulta em uma diminuição da densidade atmosférica, o que, por sua vez, reduz o arrasto sobre os detritos espaciais, prolongando seu tempo em órbita.
Com o aumento do número de satélites em órbita baixa, o acúmulo de detritos espaciais representa um risco crescente de colisão para satélites ativos, podendo resultar em uma reação em cadeia de novos detritos, situação conhecida como Síndrome de Kessler. Os dados do estudo sugerem uma possível redução de 50% a 66% na capacidade de satélites que operam entre 200 e 1.000 quilômetros de altitude até 2100, dependendo do cenário de emissões de CO2 analisado. Diferentes trajetórias de emissões, denominadas Shared Socio-economic Pathways (SSPs), foram consideradas, e no cenário mais pessimista, com aumento contínuo das emissões, a capacidade orbital poderia ser restrita a entre 25 e 40 milhões de satélites.
Os pesquisadores introduziram o conceito de Capacidade Instantânea de Kessler (IKC) para calcular o número máximo de satélites que podem ser posicionados em uma determinada altitude, mantendo a população de detritos em um equilíbrio estável. Este modelo IKC considera características dos satélites, como massa e raio, bem como dos detritos, para estimar a frequência de colisões e a taxa de remoção de detritos pela ação do arrasto atmosférico.
Adicionalmente, a pesquisa destaca que a diminuição na densidade atmosférica impacta a vida útil dos satélites, particularmente aqueles que não possuem capacidade de manobra. As regulamentações atuais estipulam que operadores de satélites devem desorbitar suas naves espaciais dentro de um prazo razoável após o término de suas missões, geralmente em um período de cinco a 25 anos. Contudo, devido à contração da termosfera, o tempo exigido para a desorbitação passiva está aumentando, elevando o risco de colisões.
Embora se esteja considerando o desenvolvimento de tecnologias para desorbitação ativa, os pesquisadores ressaltam a importância da mitigação das emissões de gases de efeito estufa para manter o acesso e o uso do espaço. A redução das emissões é vista como uma medida essencial para prevenir a perda de capacidade orbital, já que afeta diretamente o arrasto dos satélites na órbita baixa da Terra.
O estudo enfatiza a necessidade de uma ação coordenada para lidar com as mudanças climáticas e a acumulação de detritos orbitais, que são dois problemas globais interconectados. Os autores destacam que a regulação e utilização equitativa da órbita baixa da Terra depende da compreensão de quantos recursos estão disponíveis para compartilhamento.
