Casa de cartas: mega-constelações, Starlink, tempestades solares e o Relógio CRASH

A expressão inglesa "casa de cartas" é particularmente feliz - hoje muita gente liga o termo a um drama político da Netflix, mas o sentido original é bem mais literal: descreve um sistema inerentemente instável, que pode desabar com um pequeno choque.

Foi justamente essa imagem que Sarah Thiele - então doutoranda na Universidade da Colúmbia Britânica e, atualmente, na Universidade de Princeton - e os seus coautores escolheram para caracterizar, num novo artigo em pré-publicação no arXiv, o estado do nosso sistema de mega-constelações de satélites.

Por que as mega-constelações em LEO lembram uma "casa de cartas"

O argumento deles para usar a metáfora não é fraco. As contas indicam que, somando todas as mega-constelações em órbita baixa da Terra (LEO), acontece uma aproximação próxima - definida como dois satélites passarem a menos de 1 quilômetro um do outro - a cada 22 segundos. Para a Starlink, especificamente, a frequência seria de uma vez a cada 11 minutos.

Há outro indicador conhecido sobre a Starlink: em média, cada um dos milhares de satélites precisa executar 41 manobras por ano para evitar colisões com outros objetos na mesma região orbital.

À primeira vista, isso pode soar como um sistema bem projectado a funcionar exactamente como deveria. Só que, como qualquer engenheiro repetiria, a maior parte das falhas graves nasce dos casos-limite - situações fora do ambiente típico, que não aparecem na rotina, mas expõem fragilidades.

Tempestades solares e o risco para a Starlink e outras mega-constelações

No artigo, as tempestades solares entram como um desses casos-limite com potencial de desestabilizar o conjunto.

Em condições gerais, elas interferem na operação dos satélites por dois caminhos.

O primeiro é aquecer a atmosfera, o que aumenta o arrasto e também a incerteza na posição de parte dos satélites. Com mais arrasto, os veículos gastam mais combustível para sustentar a órbita; além disso, podem precisar iniciar manobras de desvio se a trajectória passar a sugerir um cruzamento perigoso com outro satélite.

Durante a "Tempestade Gannon" de Maio de 2024 (que, para tristeza de alguns, aparentemente não tem qualquer relação com o vilão de Zelda), mais de metade de todos os satélites em LEO teve de consumir pelo menos uma parcela do combustível em manobras de reposicionamento desse tipo.

O segundo caminho - e possivelmente o mais destrutivo - é quando a tempestade solar compromete os próprios sistemas de navegação e comunicação dos satélites. Nesse cenário, eles deixam de conseguir manobrar para sair da rota de colisão. Somado ao arrasto acrescido e à incerteza de posicionamento provocados pela atmosfera aquecida, o resultado pode ser uma catástrofe imediata.

Relógio CRASH, síndrome de Kessler e a urgência em dias

A forma mais conhecida de representar o desfecho catastrófico é a síndrome de Kessler: uma cascata de colisões gera uma nuvem de detritos em torno da Terra que tornaria inviável lançar qualquer coisa para a órbita (ou para além dela) sem que o objecto fosse destruído.

O problema é que a síndrome de Kessler, como processo completo, demora décadas a amadurecer. Para evidenciar o quão rápido uma tempestade solar pode tornar o risco concreto, os autores propuseram uma métrica nova: o Relógio de Concretização de Colisão e Dano Significativo (CRASH).

Pelos cálculos deles, em Junho de 2025, se os operadores de satélites perdessem a capacidade de enviar comandos para manobras de evasão, uma colisão catastrófica ocorreria em cerca de 2.8 dias.

O contraste com o passado ajuda a explicar a preocupação: em 2018, antes da era das mega-constelações, a estimativa equivalente seria de 121 dias.

Mais alarmante ainda, segundo o estudo, é que uma perda de controlo por apenas 24 horas já implica uma probabilidade de 30 por cento de uma colisão catastrófica - capaz de funcionar como caso-semente para o processo de décadas associado à síndrome de Kessler.

O aviso prévio também joga contra nós: tempestades solares tendem a oferecer pouca antecedência, talvez só um ou dois dias no máximo. E, mesmo quando há aviso, não existe exactamente o que fazer além de tentar proteger os satélites potencialmente afectados.

Só que o ambiente atmosférico dinâmico que essas tempestades criam exige acompanhamento e controlo em tempo real para gerir as constelações de forma eficaz. Se esse controlo em tempo real falhar, o artigo sugere que teríamos apenas alguns dias para recuperá-lo - antes de toda a "casa de cartas" ruir.

E isto não é mera especulação. A tempestade Gannon de 2024 foi a mais forte em décadas, mas já existe registo de um evento mais intenso: o Evento Carrington de 1859. Foi a maior tempestade solar já documentada e, se algo semelhante ocorresse hoje, poderia eliminar a nossa capacidade de comandar os satélites por um período muito maior do que três dias.

Em resumo, um único episódio - para o qual há precedente na memória histórica - poderia destruir a nossa infra-estrutura de satélites e manter a humanidade limitada à Terra por um futuro previsível.

Esse cenário não parece compatível com o tipo de futuro que leitores deste blogue gostariam de enfrentar. E embora haja compensações entre aproveitar as capacidades técnicas que as mega-constelações em LEO oferecem e o risco que elas impõem às iniciativas espaciais futuras, o mínimo é avaliar esses riscos com realismo.

Quando o que está em jogo é a possibilidade de perder o acesso ao espaço por gerações por causa de uma tempestade solar particularmente severa, tomar decisões informadas torna-se essencial - e este artigo contribui para isso.

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