Conforme noticiado pelo Olhar Digital, um estudo liderado por um pesquisador brasileiro da NASA, publicado na última semana, revela como tempestades solares podem acelerar a queda de satélites na Terra, principalmente os equipamentos da megaconstelação Starlink, da SpaceX.
Durante esses eventos, a radiação vinda do Sol aquece a atmosfera da Terra, fazendo com que ela se expanda. Esse aumento de volume na atmosfera provoca um efeito de freio nos satélites que orbitam a baixas altitudes, o que pode causar uma reentrada precoce na atmosfera terrestre e, consequentemente, a destruição dessas espaçonaves.
Denny Oliveira, físico formado pela Universidade de São Paulo (USP), com doutorado em física espacial, e atualmente pesquisador do Centro Espacial Goddard, da NASA, conversou com o Olhar Digital sobre sua pesquisa. Especialista em clima espacial e dinâmica orbital, ele analisou o comportamento de mais de 500 satélites da Starlink que reentraram na atmosfera entre 2020 e 2024.
Tempestades solares afetam qualquer satélite na órbita da Terra
O objetivo do estudo foi identificar como as tempestades solares afetam o arrasto atmosférico e como esse fenômeno contribui para a perda de altitude e a eventual destruição dos satélites – algo que acontece não apenas com os da Starlink.
“Os satélites da Starlink são como quaisquer satélites na atmosfera terrestre, portanto não são mais vulneráveis a tempestades geomagnéticas. O que os diferencia de outros satélites é que nós temos muito mais Starlink objetos no espaço em comparação com outros”, explica Oliveira.
O estudo observou que quase metade das reentradas ocorreu em altitudes muito baixas, entre 200 km e 300 km – justamente a faixa mais afetada pelo aumento do arrasto atmosférico durante tempestades solares. Inicialmente, os satélites da Starlink são colocados em órbitas de cerca de 210 km de altitude e, após um período de manobras, são elevados a uma órbita operacional de aproximadamente 550 km. É nesse intervalo que eles enfrentam maior risco.
Segundo Oliveira, durante tempestades longas, os satélites interagem com partículas e átomos da atmosfera por mais tempo. Já as tempestades curtas, mas intensas, causam um impacto mais rápido. “As duas situações exigem atenção”, afirma o pesquisador, explicando que esses dois tipos de eventos (prolongados ou intensos) exigem abordagens diferentes para modelagem e previsão, especialmente no contexto de grandes constelações como a Starlink.
Um exemplo extremo citado por Oliveira foi o caso do satélite Starlink-2601, que, em maio de 2024, caiu de 276 km para 100 km de altitude em menos de dois dias. Esse caso, segundo ele, mostrou que os modelos usados atualmente não são capazes de prever a queda rápida. Isso precisa ser melhorado”.
Para estudar o comportamento orbital dos satélites durante esses eventos, Oliveira usou uma técnica conhecida como “análise de época sobreposta”, que permite observar como a altitude dos objetos se comporta a partir de um ponto de referência fixo – no caso, 280 km. Com isso, foi possível identificar um padrão de queda acelerada nos períodos imediatamente posteriores às tempestades solares. A pesquisa mostrou que, logo após os eventos, a perda de altitude se intensifica significativamente em comparação com períodos de baixa atividade solar.
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Diversidade dos satélites Starlink complica previsões de queda
Outro desafio apontado no estudo está relacionado à diversidade dos modelos de satélites lançados pela SpaceX. Como há diferentes gerações de satélites Starlink, com variações em peso, formato e sistemas de propulsão, os efeitos do arrasto atmosférico não são os mesmos para todos. “Isso interfere diretamente nos modelos de previsão”, explica Oliveira.
Além disso, o pesquisador chama atenção para um problema nos modelos atuais usados para prever o comportamento da atmosfera. “Modelos climáticos costumam prever variações em escalas de dias, semanas ou meses. Mas as tempestades solares mudam a atmosfera em questão de minutos ou horas. Essa discrepância dificulta as previsões”. De acordo com Oliveira, é necessário o desenvolvimento de novos modelos com maior resolução temporal e que levem em conta as rápidas mudanças provocadas por eventos solares.
Essas previsões não são úteis apenas para entender reentradas acidentais. Elas também têm papel fundamental no planejamento de reentradas controladas, que são realizadas para garantir que os restos dos satélites não ofereçam riscos a pessoas ou estruturas em solo. “A probabilidade de uma tempestade tirar um satélite da órbita é muito baixa. Mas a altitude pode cair rapidamente”, observa Oliveira. “Com as informações corretas, é possível prever a altitude e fazer maneuvers”.
O estudo também destaca que o aquecimento atmosférico provocado pelo Sol não é uniforme. A radiação solar gera uma expansão global da atmosfera, mas tempestades geomagnéticas, causadas pela interação do vento solar com o campo magnético da Terra, provocam aquecimentos localizados e muito rápidos. Esse comportamento desigual torna o ambiente orbital ainda mais imprevisível e exige modelos mais sofisticados.
Com o crescimento acelerado do número de satélites em órbita baixa (principalmente por parte de empresas privadas como a SpaceX), entender como o clima espacial afeta esses objetos tornou-se primordial. A longo prazo, fenômenos como o aumento da densidade atmosférica durante tempestades solares podem representar riscos não só para os satélites em si, mas também para a sustentabilidade das operações em órbitas congestionadas.
O que Denny Oliveira faz na NASA
Na NASA, além desse trabalho, Denny Oliveira também desenvolve pesquisas sobre a distribuição de energia armazenada no campo magnético da Terra, que é afetada por perturbações solares. Seu foco está em compreender como essa energia se dissipa em diferentes escalas e como isso influencia tanto a atmosfera quanto infraestruturas tecnológicas no solo.
O pesquisador também estuda os impactos de tempestades solares em sistemas elétricos e gasodutos, além de utilizar inteligência artificial para reconstruir eventos extremos históricos de grande escala da segunda metade do século XIX até a primeira metade do século XX, antes da existência de satélites ou sensores modernos. Com esses dados históricos, ele busca entender melhor a frequência e a gravidade desses eventos e como eles poderiam afetar o mundo atual.
“Esse assunto é de grande interesse do governo federal dos EUA, que considera o clima espacial um risco natural, como furacões e queimadas. Nosso papel é ajudar a entender melhor esses eventos e construir bancos de dados para que outros cientistas possam desenvolver novas pesquisas no futuro”, conclui Oliveira.
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