Um novo sistema de propulsão oferece uma solução sem contacto para limpar a órbita terrestre dos milhares de fragmentos que ameaçam colapsar o nosso acesso ao espaço. Uma tecnologia inovadora pretende acabar com a acumulação de lixo espacial — como satélites defeituosos e estágios de foguetes abandonados — que orbita o planeta a centenas de quilómetros acima das nossas cabeças. Cada um desses fragmentos representa um risco de colisão potencial que poderia danificar satélites ativos, estações espaciais e interromper sistemas de navegação como o GPS.
Para eliminar esses detritos, a equipa liderada pelo professor Kazunori Takahashi, da Universidade de Tohoku (Japão), apresentou um canhão de plasma, que eles chamaram oficialmente de propulsor de plasma sem elétrodos do tipo ejeção de plasma bidirecional. A ideia é que um satélite use o escape de plasma do seu motor iónico para empurrar o lixo espacial em direção à Terra, onde se desintegraria devido às altas temperaturas produzidas pelo atrito com a atmosfera.
«Devido ao seu movimento descontrolado e velocidade superior à das balas, o lixo espacial que orbita a Terra representa uma séria ameaça por um aumento significativo no risco potencial de colisões com satélites que apoiam a atividade humana sustentável no espaço», explicou Takahashi. «Esta conquista representa um avanço tecnológico significativo para o desenvolvimento de um sistema de propulsão capaz de eliminar de forma eficiente e segura o lixo espacial».
Por que o lixo espacial é tão perigoso
Atualmente, mais de 130 milhões de fragmentos de lixo espacial orbitam a Terra, desde restos de satélites até partículas microscópicas que viajam a velocidades de até 28.000 quilómetros por hora. A acumulação desse lixo espacial pode resultar num fenómeno conhecido como síndrome de Kessler, uma reação em cadeia em que as colisões entre detritos geram mais fragmentos, criando um efeito dominó que poderia tornar impraticável o acesso ao espaço.
Um impacto entre dois objetos de massa significativa cria mais lixo devido aos estilhaços resultantes da força da colisão e cada um desses pedaços de sucata tem o potencial de colidir com outros objetos que estão em órbita, criando ainda mais lixo espacial.
Esta ameaça não é teórica. A Estação Espacial Internacional teve de realizar manobras evasivas em várias ocasiões para evitar impactos com lixo espacial. Uma colisão entre uma estação espacial e um satélite geraria uma quantidade de lixo suficiente para tornar a órbita baixa da Terra inutilizável.
Se os satélites em órbita baixa da Terra fossem destruídos, ficaríamos sem serviços de comunicações globais, navegação GPS, observação meteorológica e climática e sistemas de defesa. Isso dinamitaria a era da informação na Terra, fazendo-nos recuar décadas.
Como funciona o canhão de plasma japonês
Os métodos de limpeza atuais baseiam-se frequentemente no contacto físico direto, utilizando principalmente braços robóticos, redes e cabos, que correm o risco de se enredar nos detritos. Algumas soluções tecnológicas recentes de desorbitação também utilizam propulsores de plasma, mas a força de recuo do plasma apresenta um problema ao empurrar a nave de limpeza para longe do seu objetivo.
A abordagem do professor Takahashi é uma reviravolta nesta ideia, mas resolve o problema fazendo com que o novo motor de propulsão lance duas correntes de plasma simultaneamente. Conforme explica a equipa num artigo publicado na revista Scientific Reports, o aparelho lança um fluxo de plasma direcionado para o lixo espacial para desacelerá-lo e outro na direção exatamente oposta para contrariar a força de recuo. Esse impulso equilibrado permite que o satélite de eliminação permaneça estável e próximo do alvo.
A investigação também revelou um aumento no desempenho em relação a outras tecnologias semelhantes, graças à introdução de uma cúpula magnética espacial, que ajuda a conter e focar o plasma, melhorando a força de desaceleração. Em testes realizados em vácuo para simular as condições do espaço, a equipa confirmou que a sua tecnologia de plasma bidirecional equilibrou com sucesso o impulso do motor.
Além disso, descobriu-se que o campo magnético cúspide adicionado melhorou o desempenho, triplicando a força de desaceleração relatada em experiências anteriores. Além disso, um benefício adicional é que o sistema pode funcionar com árgon, um combustível mais barato e mais abundante do que as opções tradicionais.
