Uma proposta de uma nova constelação de satélites na órbita da Terra tem deixado os astrônomos muito preocupados. Ao contrário dos satélites comuns que refletem a luz do Sol e têm a poluição luminosa como subproduto indesejável, os satélites da startup americana Reflect Orbital produziriam poluição luminosa propositalmente.
A empresa promete fornecer “luz solar sob demanda” com espelhos que refletem a luz do Sol para a Terra, permitindo que as usinas de energia solar operem após o pôr do sol.
Ela planeja começar com um satélite de teste de 18 metros chamado Earendil-1, que a empresa solicitou para ser lançado em 2026. Eventualmente, ele seria seguido por cerca de 4.000 satélites em órbita até 2030, de acordo com os últimos relatos.
Mas quão grave seria esta poluição luminosa? E talvez mais ainda, os satélites da Reflect Orbital podem realmente funcionar como anunciado?
Refletindo a luz solar
A luz solar pode ser refletida em um relógio de pulso para produzir um ponto de luz.M. Brown
Da mesma forma que você pode refletir a luz solar no mostrador de um relógio para produzir um ponto de luz, os satélites da Reflect Orbital usariam espelhos para projetar luz em uma área da Terra.
Mas a escala envolvida é muito diferente. Os satélites da Reflect Orbital orbitariam a cerca de 625 km acima do solo e teriam espelhos com 54 metros de diâmetro.
Quando você reflete a luz do Sol de seu relógio em uma parede próxima, o ponto de luz pode ser muito brilhante. Mas se você refleti-la em uma parede distante, o ponto se torna maior – e mais fraco.
Isso ocorre porque o Sol não é um ponto de luz, mas abrange meio grau de ângulo no céu. Isso significa que, em grandes distâncias, um feixe de luz solar refletido em um espelho plano se espalha com um ângulo de meio grau.
O que isso significa na prática? Vamos considerar um satélite refletindo a luz do Sol a uma distância de aproximadamente 800 km – porque um satélite a 625 km de altura nem sempre estará diretamente acima, mas refletindo a luz solar em um ângulo. A área iluminada do solo teria pelo menos 7 km de diâmetro.
Mesmo um espelho curvo ou uma lente não conseguem concentrar a luz solar em um ponto mais restrito devido à distância e ao ângulo de meio grau do Sol no céu.
Essa luz solar refletida seria brilhante ou fraca? Bem, para um único satélite de 54 metros, ela seria 15.000 vezes mais fraca do que o Sol do meio-dia, mas ainda assim muito mais brilhante do que a Lua cheia.
Refletores de Mylar podem ser desdobrados em órbita.Josh Spradling/The Planetary Society, CC BY
O teste do balão
No ano passado, o fundador da Reflect Orbital, Ben Nowack, publicou um pequeno vídeo que resumia um teste com a “última coisa a construir antes de se mudar para o espaço”. Era um refletor transportado por um balão de ar quente.
No teste, um espelho plano e quadrado com cerca de 2,5 metros de diâmetro direciona um feixe de luz para painéis solares e sensores. Em um caso, a equipe mede 516 watts de luz por metro quadrado enquanto o balão está a uma distância de 242 metros.
Para efeito de comparação, o Sol do meio-dia produz cerca de 1.000 watts por metro quadrado. Portanto, 516 watts por metro quadrado é cerca de metade disso, o que é suficiente para ser útil.
Mas vamos aumentar a escala do teste do balão para o espaço. Como observamos anteriormente, se os satélites estivessem a 800 km da área de interesse, o refletor precisaria ter 6,5 km por 6,5 km – 42 quilômetros quadrados. Não é prático construir um refletor tão gigante, então o teste com balões tem algumas limitações.
O que a Reflect Orbital está planejando fazer?
O plano da Reflect Orbital é “satélites simples na constelação certa iluminando fazendas solares existentes”. E sua meta é apenas 200 watts por metro quadrado – 20% da luz do Sol do meio-dia.
Satélites menores podem cumprir essa meta? Se um único satélite de 54 metros é 15.000 vezes mais fraco que o Sol do meio-dia, seriam necessários 3.000 deles para atingir 20% da intensidade do Sol do meio-dia. É uma quantidade enorme de satélites para iluminar uma região.
Outra questão: satélites a uma altitude de 625 km se movem a 7,5 km por segundo. Portanto, um satélite ficará a menos de 1.000 km de um determinado local por não mais do que 3,5 minutos.
Isso significa que 3.000 satélites proporcionariam alguns minutos de iluminação. Para fornecer até mesmo uma hora, seriam necessários milhares a mais.
Mas não falta ambição para a Reflect Orbital. Em uma entrevista, Nowack sugeriu 250.000 satélites em órbitas de 600 km de altura. Isso é mais do que todos os satélites atualmente catalogados e grandes pedaços de lixo espacial conhecidos em órbita somados.
Essa vasta constelação, no entanto, forneceria apenas 20% da luz solar do meio-dia para não mais do que 80 locais ao mesmo tempo, com base em nossos cálculos acima. Na prática, ainda menos locais seriam iluminados devido ao tempo nublado.
Além disso, dada a sua altitude, os satélites só poderiam fornecer iluminação à maioria dos locais perto do anoitecer e do amanhecer, quando os espelhos em órbita baixa da Terra estariam banhados pela luz solar. Ciente disso, a Reflect Orbital planeja que sua constelação circunde a Terra acima da linha dia-noite em órbitas heliossíncronas para mantê-los continuamente sob a luz solar.
Foguetes mais baratos permitiram o lançamento de constelações de satélites.SpaceX/Flickr, CC BY-NC
Luzes brilhantes
Então, os satélites espelhados são um meio prático de produzir energia solar acessível à noite? Provavelmente não. Mas eles poderiam produzir poluição luminosa devastadora? Com certeza.
No início da noite, não demora muito para podermos avistar satélites e lixo espacial – e eles não são deliberadamente projetados para serem brilhantes. Com o plano da Reflect Orbital, mesmo que apenas o satélite de teste funcione conforme o planejado, ele às vezes parecerá muito mais brilhante do que a Lua cheia.
Uma constelação de espelhos desse tipo seria devastadora para a astronomia e perigosa para os astrônomos. Para quem estiver olhando através de um telescópio, a superfície de cada espelho poderia ser quase tão brilhante quanto a superfície do Sol, causando risco de danos permanentes aos olhos.
A poluição luminosa também prejudicará a capacidade de todos de ver o Universo, e sabe-se que a poluição luminosa afeta os ritmos diários dos animais.
Embora a Reflect Orbital tenha como objetivo iluminar locais específicos, os feixes dos satélites também varreriam a Terra ao se deslocarem de um local para outro. O céu noturno poderia ser iluminado com flashes de luz mais brilhantes do que a Lua.
A empresa não respondeu ao The Conversation sobre essas preocupações dentro do prazo para publicação deste texto. No entanto, ela informou a agência de notícias Bloomberg esta semana que planeja redirecionar a luz solar de maneiras “breves, previsíveis e direcionadas”, evitando observatórios e compartilhando a localização dos satélites para que os cientistas possam planejar seu trabalho.
Consequências seriam terríveis
Ainda não se sabe se o projeto da Reflect Orbital irá avançar. A empresa pode lançar um satélite de teste, mas ainda há um longo caminho a percorrer até conseguir chegar a 250.000 espelhos enormes orbitando constantemente a Terra para manter algumas usinas solares funcionando durante algumas horas extra por dia.
Ainda assim, é um projeto a ser acompanhado. As consequências do sucesso para os astrônomos — e qualquer outra pessoa que goste de um céu noturno escuro — seriam terríveis.
O número de satélites visíveis à noite disparou.
Michael J. I. Brown recebe financiamento para pesquisas do Australian Research Council.
Matthew Kenworthy recebe financiamento para pesquisas do Dutch Research Council (NWO).
Fonte: Site Oficial Terra
