As tempestades solares representam um fenômeno natural que afeta diretamente a operação de satélites em órbita terrestre baixa, como os da constelação Starlink, da SpaceX. Esses eventos são causados por explosões de partículas carregadas e radiação emitidas pelo Sol, que interagem com a magnetosfera e a atmosfera da Terra. Durante períodos de alta atividade solar, essas interações podem provocar tempestades geomagnéticas, alterando significativamente as condições atmosféricas em altitudes onde os satélites operam.
Um estudo recente liderado por Denny Oliveira, pesquisador da NASA, investigou como essas tempestades afetam os satélites Starlink. Utilizando modelos avançados de dinâmica orbital e dados reais, a pesquisa analisou mais de 500 eventos de reentrada de satélites entre 2020 e 2024. Os resultados indicam que quase metade dessas reentradas ocorreu em órbitas muito baixas, onde o arrasto atmosférico é mais intenso devido à expansão da atmosfera durante as tempestades solares.
Como as tempestades solares afetam a órbita dos satélites?
Durante uma tempestade solar, a atmosfera terrestre se expande e se torna mais densa nas altitudes onde os satélites Starlink operam, geralmente entre 210 km e 550 km. Essa densidade aumentada gera uma resistência maior ao movimento dos satélites, conhecida como arrasto atmosférico, que acelera a perda de altitude dos mesmos. Como resultado, muitos satélites acabam reentrando na atmosfera mais cedo do que o previsto.
Os cientistas utilizam índices como o F10.7, que mede a intensidade da radiação solar, e o Dst, que avalia o efeito das tempestades geomagnéticas no campo magnético da Terra, para analisar o impacto dessas tempestades. Durante eventos intensos, o índice Dst apresenta valores negativos significativos, indicando distúrbios que ampliam o arrasto atmosférico e afetam a trajetória dos satélites.
Quais são os desafios para o controle do tráfego espacial?
O aumento das reentradas de satélites Starlink associadas às tempestades solares representa um desafio crescente para o controle do tráfego espacial. Reentradas rápidas e inesperadas dificultam o monitoramento e a prevenção de riscos, especialmente em áreas habitadas. A diversidade dos satélites Starlink, com variações em tamanho, peso e formato, complica ainda mais as previsões de queda, pois cada modelo responde de forma diferente às mudanças na densidade atmosférica.
Além disso, a duração das tempestades solares também influencia o comportamento dos satélites. Tempestades curtas e intensas causam impactos rápidos, enquanto as mais longas, mesmo que menos intensas, podem ter efeitos cumulativos significativos. Essa exposição prolongada faz com que os satélites percam altitude de maneira mais gradual, mas consistente, complicando o planejamento das operações em órbita.
Qual é a importância do estudo para o futuro da exploração espacial?
A pesquisa conduzida por Oliveira é fundamental para a compreensão dos impactos das tempestades solares sobre o crescente tráfego orbital. A interação entre a radiação solar e os distúrbios geomagnéticos cria um cenário complexo que desafia os especialistas em clima espacial e controle de tráfego orbital. A radiação solar tende a causar uma expansão global da atmosfera, enquanto as tempestades geomagnéticas geram aquecimento localizado, provocando mudanças rápidas e intensas na densidade atmosférica.
Esse trabalho não se limita apenas à constelação Starlink, mas é relevante para qualquer satélite em órbita baixa. A pesquisa contribui para a segurança e sustentabilidade da exploração do espaço próximo à Terra, sendo um marco na compreensão dos efeitos das tempestades solares sobre a navegação, comunicação e monitoramento espacial.
