As emissões de estufa ameaçam o futuro da órbita baixa da terra, os cientistas alertam: WebCuriosos
A liberação contínua de gases de efeito estufa na atmosfera da Terra pode aumentar a longevidade do lixo espacial na órbita baixa da terra, revela um novo artigo.
Sob um cenário de alta emissão, isso pode significar uma redução acentuada na quantidade de satélites que podem operar com segurança em baixa órbita terrestre até 2100-colocando limitações significativas sobre o que a humanidade pode colocar lá, girando em torno do mundo, para que não acabe em uma cascata de Kessler em consciência.
“Mudança climática e o acúmulo de detritos orbitais são duas questões prementes de preocupação global inextricável que exigem ação unificada “. escreve uma equipe liderada pelo engenheiro aeronáutico William Parker do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).
“Compreender e respeitar a influência que o ambiente natural tem em nossa capacidade coletiva de operar em órbita baixa da Terra é fundamental para impedir a exploração desse regime e protegê -lo para as gerações futuras”.
O espaço é bastante grande, mas a quantidade dele ao redor da Terra que podemos usar para operações de satélite é bastante mais finita. Existem tantos objetos que podemos colocar lá, entre altitudes de cerca de 200 a 1.000 quilômetros (125 a 620 milhas) antes que as condições se tornem inseguras.
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Em uma certa capacidade, o baixo espaço da terra ficará tão lotado que as colisões são inevitáveis; Essas colisões quebrarão e quebrarão os objetos em colisão, enchendo a região com mais peças de lixo espacial, em trajetórias incontroláveis e imprevisíveis que, por sua vez, tornarão baixa órbita terrestre cada vez mais instável. Este cenário é conhecido como Síndrome de Kessler.
Uma coisa que sabemos sobre o baixo espaço da terra é que sua capacidade pode mudar dependendo de fatores que afetam a atmosfera da Terra.
Por exemplo, durante o máximo solar, quando o sol é desenfreado com a atividade de flare e erupção, os satélites têm mais dificuldade em ficar no céu. Isso ocorre porque o aumento da energia do sol inchando a atmosfera, aumentando o arrasto experimentado por satélites em órbita baixa da terra.
O estado atual do clima da Terra não registrou precedentes. As consequências do grande volume de emissões de estufa antropogênicas em baixa órbita terrestre não foram exploradas em detalhes. Sabemos que esses gases causam o encolhimento da termosfera – a camada de atmosfera entre altitudes de cerca de 85 e 600 quilômetros.
Parker e seus colegas decidiram fechar essa lacuna de conhecimento. Eles usaram modelagem atmosférica para determinar a carga de satélite que a baixa órbita da Terra poderia suportar no ano 2100 em diferentes cenários de emissões.
Eles descobriram que diminuir a densidade da termosfera, que ocorre à medida que as emissões de estufa aumentam, também diminui o arrasto experimentado pelos satélites; Ou seja, o efeito de frenagem sutil aplicado a um objeto que se move através de um fluido.
O arrasto exerce uma força constante em satélites que fazem com que sua altitude caia gradualmente. Para um satélite funcional, isso significa que são necessárias correções de altitude; Então, menos arrasto é uma coisa boa. Por outro lado, arrastar o lixo espacial faz com que ele caia lentamente em direção à Terra.
Uma vez que um satélite tenha sobrevivido à sua utilidade, os engenheiros podem planejar arrastar para derrubá -lo para a atmosfera da Terra, onde queimará inofensivamente na reentrada, descartando -o com segurança. Quando o arrasto diminui, levará muito mais tempo para que esse processo se desenrolasse, deixando o satélite extinto em órbita baixa da Terra por mais tempo, representando um risco para outros objetos.
Sob seu modelo, as emissões de dióxido de carbono moderadas a alto diminuirão drasticamente o número de satélites desorbitando, mantendo a órbita baixa da Terra cheia de lixo e limitando quantos novos satélites podemos enviar para lá.
No cenário de emissões de pior caso, a altitude varia entre 400 e 1.000 quilômetros vê uma redução de 60 % da capacidade durante o máximo solar e uma redução de 82 % da capacidade durante o mínimo solar, até o ano 2100.
Ainda não estamos nem perto da capacidade de Kessler. Os cálculos da equipe mostram que milhões de satélites podem operar com segurança nas conchas de altitude mais baixas sem desencadear a instabilidade de Kessler; no momento da redação, 11.901 satélites operam em órbita terrestree cerca de 20.000 pedaços de detritos espaciais estão saindo lá.
Mas com os esforços atuais para embalar o céu da Terra com enxames de satélite, faríamos bem em pensar sobre esse problema antes que isso aconteça, dizem os pesquisadores.
“Considerando a recente e rápida expansão no número de satélites na órbita baixa da terra”. Eles escrevem“Entender a variabilidade ambiental e seu impacto nas operações sustentáveis são necessárias para impedir a exploração excessiva da região”.
A pesquisa foi publicada em Sustentabilidade da natureza.
