Um «castelo de cartas» em órbita: mega-constelações de satélites na órbita baixa da Terra

A expressão inglesa “house of cards” tornou-se especialmente popular por causa de um drama político da Netflix. Ainda assim, o sentido original aponta para algo bem menos televisivo: um sistema intrinsecamente instável, que pode ruir ao menor abalo.

Foi precisamente esta imagem - em português, um «castelo de cartas» - que Sarah Thiele (na altura doutoranda na Universidade da Colúmbia Britânica e hoje em Princeton) e os seus coautores escolheram para descrever o panorama actual das mega-constelações de satélites num novo artigo disponibilizado em pré-publicação no arXiv.

Um tráfego apertado entre mega-constelações na órbita baixa da Terra

A escolha do termo não é gratuita. As contas apresentadas indicam que, somando todas as mega-constelações na órbita baixa da Terra, ocorre uma aproximação próxima - definida como dois satélites passarem a menos de 1 quilómetro um do outro - a cada 22 segundos.
No caso da Starlink, esse valor é de uma vez a cada 11 minutos.

Há outra estatística bem conhecida associada à Starlink: em média, cada um dos milhares de satélites precisa de executar 41 manobras por ano para evitar colisões com outros objectos na sua órbita.

À primeira vista, isto pode até soar a um sistema bem desenhado, a funcionar como previsto. Porém, como qualquer engenheiro reconhece, são os casos-limite - situações fora do cenário típico - que tendem a desencadear a maioria das falhas em sistemas complexos.

Tempestades solares como caso-limite para as mega-constelações de satélites

Segundo o artigo, as tempestades solares são um desses casos-limite para mega-constelações.

Em geral, afectam a operação dos satélites de duas formas.

Em primeiro lugar, aquecem a atmosfera, o que aumenta o arrasto e também a incerteza posicional de alguns satélites. Com mais arrasto, os satélites têm de gastar mais combustível para manter a órbita e, além disso, podem ser forçados a iniciar manobras evasivas quando a sua trajectória ameaça cruzar-se com a de outro satélite.

Durante a "Gannon Storm" de Maio de 2024 (que, infelizmente, não parece ter sido baptizada em homenagem ao vilão de Zelda), mais de metade de todos os satélites em órbita baixa da Terra teve de consumir pelo menos algum combustível nestas manobras de reposicionamento.

Em segundo lugar - e potencialmente de forma mais devastadora -, as tempestades solares podem inutilizar os próprios sistemas de navegação e comunicações dos satélites. Nessa situação, deixam de conseguir manobrar para sair do caminho. E, quando isto se combina com o maior arrasto e a maior incerteza provocados pela atmosfera aquecida, o resultado pode ser uma catástrofe imediata.

Do síndrome de Kessler ao Relógio CRASH

A versão mais conhecida dessa catástrofe é o síndrome de Kessler: um cenário em que uma nuvem de detritos à volta da Terra torna impossível lançar seja o que for para órbita (ou para além dela) sem que seja destruído.

O problema é que o síndrome de Kessler leva décadas a desenvolver-se por completo. Para evidenciar quão rápido uma tempestade solar pode transformar risco em acidente, os autores propõem uma nova métrica: o Relógio CRASH, abreviatura de Concretização de Colisão e Danos Significativos (CRASH).

De acordo com os cálculos, em Junho de 2025, se os operadores de satélites perdessem a capacidade de enviar comandos para manobras de evasão, uma colisão catastrófica ocorreria ao fim de cerca de 2.8 dias.

Em comparação, os autores estimam que, em 2018, antes da era das mega-constelações, esse prazo seria de 121 dias - um contraste que ajuda a explicar a preocupação.

Mais inquietante ainda: se o controlo se perder por apenas 24 horas, existe uma probabilidade de 30 percent de ocorrer uma colisão catastrófica que poderia funcionar como caso-semente para o processo, ao longo de décadas, do síndrome de Kessler.

Pouco aviso, necessidade de controlo em tempo real e o precedente do Evento de Carrington

Infelizmente, as tempestades solares quase não dão margem de preparação; talvez, no máximo, um ou dois dias de aviso. E mesmo quando há aviso, não há propriamente uma forma de as impedir - resta tentar proteger os satélites que possam ser afectados.

O ambiente dinâmico que estas tempestades introduzem na atmosfera exige feedback e controlo em tempo real para gerir os satélites de forma eficaz. Se esse controlo em tempo real falhar, então, segundo o artigo, restam apenas alguns dias para o repor antes de todo o «castelo de cartas» desabar.

E isto não é mera especulação. A tempestade Gannon de 2024 foi a mais forte em décadas, mas existe registo de uma ainda mais intensa: o Evento de Carrington, de 1859. Foi a tempestade solar mais poderosa de que há registo e, se algo semelhante ocorresse hoje, poderia eliminar a nossa capacidade de controlar satélites por um período muito superior a três dias.

Em termos práticos, um único acontecimento - para o qual já existe precedente na memória histórica - poderia destruir a nossa infraestrutura de satélites e manter-nos “presos” à Terra no futuro previsível da humanidade.

Esse não parece ser o tipo de futuro que os leitores deste blogue desejariam. E embora existam inevitáveis compromissos entre aproveitar as capacidades técnicas que as mega-constelações na órbita baixa da Terra proporcionam e o risco que representam para esforços espaciais futuros, importa fazer uma avaliação realista desses riscos.

Quando está em causa a possibilidade de perder o acesso ao espaço durante gerações por causa de uma tempestade solar particularmente severa, o melhor é, pelo menos, decidir com base em informação - e este artigo contribui claramente para isso.

Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.