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Constelações de metal: como a internet via satélite mudará o céu

A SpaceX quer colocar 12 mil satélites em órbita para universalizar o acesso à internet. Mas ele pode acabar com a visão das estrelas – e gerar um acúmulo de lixo espacial sem precedentes.

Reportagem: A. J. Oliveira | Design: Maria Pace | Ilustração: David Augusto | Edição: Bruno Vaiano

Você pode até subir seus arquivos na nuvem, mas eles chegam lá pelo fundo do mar. A espinha dorsal da internet é uma rede de 378 cabos submarinos, que somados alcançam 1,2 milhão de km de extensão. Eles correm pelo leito dos oceanos conectando os continentes, mais ou menos como os fios de telégrafo faziam um século atrás.

Wi-Fi e 3G dão a impressão de que a internet é algo que paira no ar. Mas vale lembrar: todo equipamento que fornece conexão wireless – seja um roteador doméstico, seja uma antena de celular – está espetado em um cabo. Que leva a outros cabos. 

O acesso a essa infraestrutura é limitado. 3,3 bilhões de pessoas (43% da população mundial) não têm acesso à rede. O problema não é apenas a desigualdade econômica. Por exemplo: mesmo que uma escola isolada no interior do Amazonas conseguisse verba para adquirir computadores, ela não teria como conectá-los.

Uma alternativa à internet cabeada é contratar um provedor que envie o sinal para a órbita da Terra, na direção de um satélite. Esse satélite, por sua vez, rebate as ondas eletromagnéticas para uma antena receptora instalada na escola remota.

Os satélites que realizam essa tarefa ficam a 35 mil quilômetros de altitude, um décimo da distância até a Lua, e giram em sincronia com a Terra (de maneira que sobrevoem sempre o mesmo ponto da superfície do planeta). Por isso, são chamados geoestacionários: dão a impressão de estarem parados no céu.

A internet como Elon é

O mercado de internet via satélite não era assunto frequente nos jornais até Elon Musk entrar no páreo. Em 2015, a SpaceX, empresa de exploração espacial fundada pelo sul-africano, anunciou a Starlink: uma constelação de 12 mil satélites (com potencial de expansão para 42 mil) capaz de fornecer banda larga para qualquer lugar do mundo.

Os satélites de Musk não são geoestacionários. O plano é que eles ocupem órbitas muito mais baixas, entre 340 km e 1.150 km de altitude. Isso diminui a distância que o sinal precisa percorrer: a latência da Starlink será de no máximo 20 milissegundos (ms), em vez dos 470 ms de uma rede geoestacionária. Faz diferença. Acima de 300 ms, por exemplo, é impossível fazer uma chamada de áudio no WhatsApp.

A implantação da Starlink começou em 2019. Até o fechamento desta edição, a SpaceX já havia colocado 120 artefatos em órbita a 550 km. Eles foram lançados em duas levas: 60 decolaram a bordo de um foguete Falcon 9 em 24 de maio; outros 60 em 11 de novembro.

Cada satélite pesa 260 kg e abastece suas baterias usando um painel solar dobrável com cerca de 10 m de comprimento. Eles já estão operando, ainda que só para testes: em outubro, Musk inaugurou a Starlink com um tweet: “Uau, funciona!” Para receber o sinal, utilizou uma antena do tamanho de uma pizza.

Essa é só uma amostra do futuro. A SpaceX pretende enviar 24 lotes de 60 satélites a cada 15 dias até o final de 2020. Com 1.440 satélites operantes, a Starlink poderá entrar no ar no norte do EUA e no Canadá. Em 2027, 12 mil satélites depois, o atendimento começa em escala global. Como cada um tem 5 anos de vida útil, a rede estaria em constante renovação: é preciso lançar 2,4 mil satélites por ano para repor os desativados.

Starlink (SpaceX)

Esta é a aparência de um satélite Starlink. A rede de Musk terá cerca de 7.500 satélites a 350 km de altitude, 1.600 a 550 km e 2.800 a 1.150 km. A previsão é que os 12 mil da Starlink subam até 2027. Ela será a maior e mais poluidora rede do céu.

Poluição cósmica

A SpaceX não é a única a apostar no mercado da internet espacial. Concorrentes se viram para montar suas próprias redes de banda larga cósmica: a OneWeb, em parceria com a gigante da aviação Airbus, pretende lançar 675 satélites, enquanto a Amazon fala em mais de 3 mil para seu Kuiper System. O que leva a uma discussão: tem espaço lá em cima para tudo isso? E o que acontece com esses satélites todos depois que forem desativados?

Desde 1957, o ano de lançamento da pioneira soviética Sputnik, 5.450 foguetes colocaram 8.950 satélites artificiais em órbita. 4.950 desses satélites já caíram na atmosfera da Terra e se desintegraram. Outros 5 mil continuam no espaço, mas só 2.062 – menos da metade – ainda estão operando. Os demais foram desativados. Nem só de satélites o céu está cheio, é claro. Entre parafusos soltos, pedregulhos de combustível congelado e pedaços de foguetes da Guerra Fria, há 22.300 nacos de lixo catalogados na órbita da Terra, que juntos pesam 8.400 toneladas.

Ou seja: mesmo que Musk se satisfaça com “apenas” 12 mil satélites até 2027, ele ainda terá realizado a proeza de, sozinho, colocar em órbita mais satélites do que os EUA e a URSS conseguiram juntos desde o início da Era Espacial. Após a desativação, eles correriam o risco de colidir com satélites operacionais do próprio Musk ou de outras instituições (desencadeando uma série de colisões em órbita, como a do filme Gravidade).

Assim, a SpaceX equipou os Starlinks com propulsores que dão um empurrãozinho na direção ao planeta no momento do descarte. A ideia é que eles virem pó graças ao atrito intenso com o ar durante a reentrada. O problema é que, se os artefatos perderem o contato com a base, não será possível realizar o procedimento de autodestruição. Isso já aconteceu com três unidades.

De acordo com a Nasa, um pedaço de lixo espacial a até 600 km de altitude cai em alguns anos, mas a 800 km esse tempo sobe para décadas; e a 1.000 km – onde haverá satélites da SpaceX e da OneWeb –, para séculos. Não dá para confiar na natureza para limpar o céu sozinha.

“Há muito mais espaço lá em cima do que nós imaginamos, mas é importante começar a controlar a situação agora, nos primeiros estágios”, diz Niels Buus, CEO da GOMSpace – que comercializa um serviço de gerenciamento de constelações de satélites.

OneWeb (Airbus)

A empresa britânica fundada em 2012 disputa com Musk desde o início: fechou contrato com a gigante da aviação Airbus em 2015 para colocar 675 satélites de internet a 1.200 km de altitude, com potencial de expansão para 1.972.

Kuiper (Amazon)

A cara dos satélites ainda não foi revelada – a ilustração abaixo é fictícia. São previstas três camadas próximas, a 590 km de altitude (com 784 satélites); 610 km (com 1.296 satélites); e 630 km de altitude (com 1.156 satélites).

Astronomia em xeque

Além do acúmulo de lixo espacial, a Starlink se revelou uma ameaça à astronomia. No céu noturno, quando os satélites refletem a luz do Sol em direção à Terra, cada um tem brilho aparente maior que o de uma estrela. Um vídeo capturado no céu de Leiden, na Holanda, em 24 de maio, mostra um trenzinho de 60 Starlinks cruzando o céu. Qualquer observação com telescópio que estivesse sendo realizada ali naquele momento seria inviabilizada. O que será dos astrônomos, então, quando houver 12 mil?

“Estamos apreensivos”, diz Thiago Signorini, porta-voz da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB). “Não existe nenhuma regulamentação internacional que proteja o céu e a astronomia.” Musk prometeu pintar os Starlinks de preto para atenuar o problema, mas não se sabe se será suficiente.

A questão é especialmente delicada para observatórios que varrem grandes áreas em curtos intervalos de tempo, pois cada foto é contaminada por muitos satélites. Por exemplo: o Large Synoptic Survey Telescope (LSST), em construção no Chile, vai mapear todo o céu visível uma vez a cada três dias a partir de 2022. Anthony Tyson, astrônomo da Universidade da Califórnia, calcula que a Starlink deve arruinar 20% das imagens.

Outras áreas de pesquisa afetada são a detecção de asteroides – monitorá-los é imprescindível para descobrir e evitar um possível impacto – e o estudo de fenômenos como supernovas, cujo brilho muda ao longo do tempo (estudá-las exige diversas fotos consecutivas). Com o aumento de satélites em órbita baixa, a astronomia na superfície da Terra ficará cada vez mais difícil.

A solução, ironicamente, é usar satélites – como o veterano telescópio espacial Hubble, que fica em órbita a 550 km. “A astronomia precisará se mudar para o espaço para continuar na primeira fileira”, diz Niels Buus. “A órbita baixa será, cada vez mais, parte do espaço de trabalho da humanidade.”