Na sua rua, o lixo é um aborrecimento. Mas no espaço, poderia ser mortal. Pedaços de lixo de missões passadas, satélites mortos e foguetes de propulsores antigos agora somam cerca de 30.000 toneladas de detritos em órbita, variando de porcas e parafusos perdidos a satélites extintos. Isso é um problema para os astronautas e espaçonaves que trabalham, porque mesmo um pedaço de material do tamanho de um BB se movendo a velocidades orbitais pode causar um impacto. Segundo a NASA, pequenos pedaços de detritos podem se mover a uma velocidade de 17.500 quilômetros por hora - quase oito vezes a velocidade de uma bala disparada por um rifle militar.
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As propostas para se livrar do lixo espacial incluem redes no espaço e velas solares. O problema com esses conceitos é a necessidade de combinar órbitas com os detritos - manobrar para fazer isso requer muito combustível ou, no caso de velas solares, muitas piruetas no espaço. Então, alguns cientistas e engenheiros estão propondo algo mais simples: abata as coisas.
Esta semana, uma equipe liderada por Toshikazu Ebisuzaki, do Instituto de Pesquisa RIKEN do Japão, propôs o uso de um laser ultravioleta baseado no espaço, com um telescópio. Para demonstrar o conceito, eles querem lançar um laser de fibra ótica para a Estação Espacial Internacional e emparelhá-lo com um telescópio já orçado e aprovado, o Observatório Espacial do Universo Extremo (EUSO), que deve ser montado na ISS e programado para lançamento em 2017.
"Queremos usar a ISS como uma plataforma e uma plataforma de testes", diz Ebisuzaki, cuja equipe descreveu sua ideia no mês passado na Acta Astronautica . O EUSO foi originalmente projetado como um detector de raios cósmicos. Quando os raios de alta energia atingem a atmosfera da Terra, eles criam um brilho UV, e o telescópio é capaz de captar tais explosões. A equipe de Ebisuzaki acha que poderia fazer um tipo de trabalho duplo, porque o instrumento tem um amplo campo de visão.
O plano é que o telescópio procure detritos quando a ISS estiver no lado noturno da Terra, mas ainda é capaz de olhar para o horizonte em coisas iluminadas pelo sol. Isso acontece por cerca de 5 minutos de cada órbita de 90 minutos. Quando o telescópio vê algo, um pulso de laser relativamente fraco pode ser disparado para acender o objeto. O feixe refletiria e permitiria ao sistema obter uma melhor leitura de quão longe está e do quão rápido está se movendo - basicamente, uma versão UV do radar.
Nesse ponto, o laser de fibra óptica poderia disparar mais pulsos, desta vez com mais potência e um feixe mais apertado. Cada pulso duraria apenas cerca de um décimo de um nanossegundo, mas milhares seriam demitidos. O laser não desintegraria completamente os detritos, mas em vez disso vaporizaria uma pequena porção dele. O vapor então age como uma minúscula queima de propulsor, diminuindo a velocidade das peças o suficiente para que elas caiam na atmosfera e se queimem.
Mesmo que o laser a bordo da ISS comprove seu potencial, a equipe não ficará convencida. O próximo passo seria lançar um pequeno satélite independente com uma configuração semelhante para testar ainda mais o conceito. Esse "mini-EUSO", como Ebisuzaki o chama, orbitaria na mesma altitude aproximada da ISS e serviria como uma demonstração mais "do mundo real". Se esse estágio for bem-sucedido, a equipe finalmente enviaria um satélite de limpeza de detritos em tamanho real, que subiria mais do que a ISS para cerca de 500 milhas, logo acima de onde a densidade de detritos tende a atingir o pico.
Alguns cientistas, no entanto, expressaram ceticismo sobre detalhes do plano de Ebisuzaki. Claude Phipps, sócio-gerente da Photonics Associates, uma empresa de Santa Fe que estuda a propulsão a laser, propôs um sistema semelhante chamado L'ADROIT em 2014. A proposta de Phipps envolve um telescópio de luz visível que viajaria em órbita polar (perpendicular ao Equador). ), porque é onde a maioria dos escombros tende a ser.
Alguns dos problemas com o plano EUSO envolvem a física de onde a ISS orbita, o que limitará a eficácia do projeto, diz Phipps. A ISS está abaixo de grande parte dos destroços problemáticos, e o telescópio foi projetado para apontar em direção à Terra, então capturar alvos no ângulo reto será difícil. Além disso, o impulso da vaporização pode estar na direção errada para drenar eficientemente o lixo espacial - o raio nem sempre o acertaria de frente, que é o que você deseja enviar as peças para a atmosfera.
Outra questão é quão bem os lasers de fibra ótica funcionariam fora do laboratório. Tais lasers são feitos de múltiplas fibras agrupadas, e a luz que viaja através delas terá que ser cronometrada com precisão. "Se você disser, dez fibras, ou dez mil, em algum tipo de matriz circular, as frentes de onda têm que sair no mesmo momento", diz Phipps. Isso requer muito ajuste fino. A ideia de Phipps é usar um laser de feixe único mais convencional, embora Ebisuzaki afirme que o sistema de fibra óptica permite uma melhor dissipação de calor.
Ainda assim, boa parte da ideia de Ebisuzaki é a abordagem por etapas, que lhes permite mostrar o que funciona à medida que se expandem, diz Phipps. "[Ebisuzaki] também tem um design bastante inteligente para o telescópio", acrescenta.
A remoção de detritos espaciais com esses sistemas está atraindo mais interesse - Phipps vai a uma reunião de especialistas na França na próxima semana para discutir esse mesmo tópico. Além de diminuir o perigo para os astronautas, tirar antigos satélites de um valioso patrimônio orbital seria um benefício econômico, uma vez que esses corpos não funcionantes atrapalham. E o perigo de que um satélite de baixa órbita da Terra, como aqueles no sistema GPS, seja destruído por um pedaço de metal perdido ou mesmo por outro satélite, é muito real. Aconteceu uma vez em 2009, quando um satélite de comunicações Iridium e uma sonda russa mais antiga colidiram, espalhando ainda mais detritos por toda parte.
Com idéias e propostas se acumulando, Phipps espera que as agências espaciais comecem a se mover mais rapidamente e implementem um plano antes que o lixo espacial tenha um preço mortal. "Receio que vá levar uma fatalidade", diz Phipps. "Mas eu espero que não."
