Por que a lua precisa de um sistema de controle de tráfego espacial

“Magnífica desolação.”

Essas foram as palavras usadas por Buzz Aldrin para descrever o vasto vazio da paisagem lunar antes de pisar em sua superfície pela primeira vez em julho de 1969. Mas e se a lua – ou melhor, sua órbita – não estivesse tão desolada depois todo? E se fosse mais parecido com, digamos, o trânsito engarrafado de uma hora do rush em Los Angeles? E se de fato?

Dado que um total de 12 pessoas andou na superfície da lua na história da humanidade, isso pode parecer uma grande hipotética. No entanto, também é uma noção preocupante que pesquisadores da Universidade do Arizona, uma universidade que ajudou a mapear a superfície da lua para a famosa missão Apollo 11 de Aldrin, estejam atualmente pensando muito.

O plano deles – pelo qual a universidade recebeu recentemente US$ 7,5 milhões em financiamento da Diretoria de Veículos Espaciais do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea – exige o que é, em essência, o primeiro sistema de controle de tráfego aéreo lunar do mundo. Destinado a manter o controle sobre o tráfego espacial na região cislunar atualmente não rastreada entre nosso planeta e a lua, ajudará a evitar engarrafamentos lunares – e, talvez, até colisões mortais.

E está chegando mais cedo do que você pensa para uma missão lunar perto de você.

Como um lote de carros descartados no espaço

Foi o cientista da NASA Don Kessler quem, em 1978, apontou pela primeira vez o perigo representado pela densidade extremamente alta de objetos que circulam na órbita baixa da Terra e a maneira como eles poderiam desencadear uma reação em cadeia em cascata de possíveis colisões. (Assista ao início do filme Gravity , de 2013, para ver como isso pode ser devastador.)

Hoje, existem cerca de 23.000 pedaços de lixo espacial sendo rastreados enquanto circulam pela Terra a velocidades de cerca de 17.500 milhas por hora. Destes, apenas 3.500 são cargas úteis ativas, enquanto o restante – tudo, desde protuberâncias de satélites mortos até partes de foguetes descartadas – são detritos inativos, mas ainda potencialmente perigosos.

“Vamos imaginar que, desde a invenção do automóvel, você pega o carro da fábrica e coloca gasolina nele, então [dirige-o até ficar sem gasolina], larga-o e pega um carro novo”, Vishnu Reddy , professor associado do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, ao Digital Trends. “Isso é o que temos feito no espaço. Toda vez que uma espaçonave fica sem combustível – e pode ser uma espaçonave funcionando perfeitamente – você a solta e lança uma nova carga útil. [Com o tempo] as coisas se acumulam.”

O problema, disse ele, é de visibilidade: tanto literal quanto figurado. “O espaço é um problema intratável”, explicou Reddy. “Não é como uma catástrofe ambiental, certo? Você sabe, há um derramamento de óleo, você vê os pelicanos cobertos de óleo, isso desencadeia uma reação visceral. Você mostra um ponto no céu para qualquer um e a maioria das pessoas não se importa. É como, por que eu deveria me importar – até que o celular pare de funcionar ou o GPS pare de funcionar ou o futebol pare de jogar na TV. É aí que as pessoas reagem.”

Detritos poluentes da órbita lunar

Embora o lixo espacial em órbita terrestre tenha recebido um pouco de atenção , o problema do lixo espacial lunar é amplamente descoberto. Isso porque, pelo menos por enquanto, isso não é um problema.

Pela própria admissão de Reddy, o canal da órbita lunar ainda está relativamente claro. Em comparação com os milhares de objetos catalogados que orbitam a Terra, existem apenas algumas dezenas de cargas úteis orbitando a lua. Do pequeno punhado de satélites em órbita lunar, os únicos notáveis ​​(possivelmente os únicos inteiramente) incluem o Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, duas espaçonaves Artemis (P1 e P2) e o chinês Chang'e 5-T1. Isso é menos congestionamento do que o equivalente a avistar outro carro durante uma viagem de várias horas pela zona rural de Wyoming.

Mas só porque é Wyoming hoje não significa que não será a auto-estrada de Los Angeles amanhã. Ou, para evitar exageros, pelo menos um pouco mais movimentado do que é atualmente.

“Tivemos a exploração inicial da lua na década de 1960”, disse Reddy. “Então houve um período de silêncio no meio, nos últimos 50 anos ou mais. Mas agora há um interesse renovado na exploração lunar. Nos próximos oito anos, esperamos até 50 cargas úteis indo para a lua. Queremos evitar o tipo de situação que temos na Terra [ocorrendo] ao redor da lua, em órbita lunar também.”

Isso também pode ser prejudicial para os satélites e potencialmente perigoso para missões de voo espacial – tripulados e não tripulados.

A ideia de adotar uma abordagem proativa ao controle de tráfego aéreo não é nova, é claro. Foi exatamente o que aconteceu com o controle de tráfego aéreo terrestre tradicional. As primeiras tentativas sérias de desenvolver regras para monitorar e controlar o tráfego aéreo surgiram em 1922, vários anos após a inauguração da Convenção Aérea Internacional de 1919. A primeira pessoa que poderia se referir oficialmente como um controlador de tráfego aéreo profissional, Archie League de St. Louis, Missouri, começou a trabalhar em 1929. Embora as viagens aéreas estivessem começando a decolar (trocadilhos semi-intencionais) naquela época, estavam em sua infância em comparação com o que se tornariam. Com 173.000 passageiros voando nos EUA em 1929, em comparação com 926 milhões de passageiros transportados em 2019, os céus não estavam exatamente lotados. No entanto, considerou-se que era necessária uma solução – mesmo que provavelmente se baseasse no crescimento projetado.

'Eu venho do mundo de rastreamento de asteróides'

Como diz o ditado, o primeiro passo para resolver qualquer problema é reconhecer que existe um problema para começar. Quando se trata de resolver um problema dessa complexidade, no entanto, admitir o problema está longe de ser o maior obstáculo. Felizmente, pelo menos inicialmente, Reddy disse que muitas das tecnologias atuais usadas para rastrear objetos da Terra podem ser apropriadas para rastrear órbitas lunares.

Reddy e seus alunos do Laboratório Lunar e Planetário estão usando sensores dedicados nas instalações de pesquisa da Biosfera 2 da universidade para caracterizar objetos cislunares. Este conjunto de equipamentos inclui vários telescópios dedicados à percepção do domínio espacial, incluindo um que foi construído por um grupo de estudantes de engenharia da Universidade do Arizona.

“Muito disso pode ser feito com [os telescópios ópticos terrestres] que já temos para fazer coisas geoestacionárias”, disse Reddy. “É que eles são mais fracos, então você tem que expor a imagem por um longo tempo e tirar uma foto mais profunda.”

Sua própria formação, observou ele, é “principalmente fazendo defesa planetária”. “Eu venho do mundo de rastreamento de asteroides, então muitas das ferramentas que estamos aplicando a esse problema específico dependem de ferramentas e tecnologias de defesa planetária”, explicou ele. “A comunidade de asteroides vem rastreando objetos realmente pequenos, longe da Terra, há décadas. Estamos aproveitando muitos softwares e técnicas [para este projeto].”

Eu quero ser um modelo lunar

O objetivo final deste projeto – e já está mais adiantado do que você imagina – é construir um modelo que mostre com precisão todos os objetos orbitando a lua. Em seguida, ele destacará possíveis conjunções (o termo espacial sofisticado para falhas) entre esses objetos e cargas úteis ativas. Reddy disse que a ferramenta será usada para o lançamento do Artemis 1 deste ano, a estreia do veículo de lançamento superpesado da NASA, com o objetivo de enviar uma espaçonave Orion não tripulada em uma órbita retrógrada da lua.

Os pesquisadores também disponibilizarão seu modelo para empresas espaciais privadas. “Se um fabricante vier até nós e disser: 'Ei, estamos fazendo esta missão na Lua, você pode verificar se há conjunções?' Sim, claro”, disse Reddy. “Esse é um serviço que vamos prestar. Queremos evitar a criação de detritos. É mais trabalho para nós rastrear um monte de coisas. Não que sejamos preguiçosos, mas se pudermos evitá-lo e manter a [órbita lunar] limpa, é melhor para todos nós.”

Uma boa pergunta é quanto poder de fiscalização um sistema de controle de tráfego espacial como esse teria. Digamos, para fins de argumentação, que um satélite chinês representa uma possível ameaça existencial a um lançamento espacial americano – ou, quando esse espaço aéreo se torna mais populoso, duas naves correm o risco de uma possível colisão. Quem chega a ser aquele que reivindica direito de passagem em um possível jogo extraterrestre de galinha? Pergunta difícil. “Acho que não temos nenhuma capacidade de fiscalização”, disse Reddy. “Este é mais um exercício acadêmico [agora].”

Outro desafio futuro, ainda a ser descompactado, poderia envolver o lançamento de missões espaciais reais para implantar ativos orbitais adicionais que podem ajudar a monitorar áreas não visíveis da Terra, como objetos escondidos atrás da lua. (Quem sabe: isso pode até servir de teste para iniciativas semelhantes em outros planetas como Marte, o que exigiria o estabelecimento de uma infraestrutura completamente nova devido à dificuldade de monitorá-los da Terra. “Acho que já estamos planejando fazer algo sobre o gerenciamento do tráfego espacial em torno de Marte”, disse ele.)

Por enquanto, porém, a equipe ficará feliz se essa prova de conceito demonstrar seu valor como uma ferramenta para apoiar nossos interesses espaciais contínuos – e reviver o fascínio pela lua.

“Nosso objetivo é amadurecer isso e demonstrar que algo assim pode ser mantido e pode ser útil”, disse Reddy. “Então vamos passá-lo para as pessoas que têm a real responsabilidade de manter isso em andamento.”