Satélites espelho da Reflect Orbital preocupam os astrónomos

Refletir a luz do Sol

Há satélites que acabam por refletir a luz solar e gerar poluição luminosa como efeito secundário indesejado. Mas a constelação proposta pela startup norte-americana Reflect Orbital está a deixar os astrónomos particularmente alarmados por outra razão: aqui, a luz refletida seria o objetivo principal.

A empresa promete “luz solar a pedido”, usando espelhos para direcionar luz do Sol para a Terra, de forma a permitir que centrais solares continuem a produzir energia depois do pôr do sol.

Planeia começar com um satélite de teste de 18 metros, chamado Earendil-1, para o qual a empresa já pediu autorização de lançamento em 2026. Segundo as informações mais recentes, esse passo inicial seria seguido, até 2030, por cerca de 4.000 satélites em órbita.

Então, quão grave poderia ser a poluição luminosa? E, talvez ainda mais importante: estes satélites conseguiriam mesmo funcionar como é anunciado?

Bouncing sunlight

Da mesma forma que se pode “projetar” um ponto de luz ao refletir o Sol no vidro de um relógio, os satélites da Reflect Orbital usariam espelhos para enviar luz para uma zona específica da Terra.

A escala, no entanto, não tem comparação. Os satélites orbitariam a cerca de 625 km de altitude e, no cenário final, teriam espelhos com 54 metros de largura.

Quando se reflete luz do relógio para uma parede próxima, o ponto pode ficar bastante intenso. Mas se a parede estiver muito mais longe, o ponto torna-se maior - e menos brilhante.

Isto acontece porque o Sol não é um ponto de luz: no céu, ocupa cerca de meio grau. Ou seja, a grandes distâncias, um feixe refletido por um espelho plano abre-se com um ângulo de meio grau.

O que é que isso implica na prática? Consideremos um satélite a refletir luz ao longo de aproximadamente 800 km - porque um satélite a 625 km de altitude nem sempre estará exatamente por cima do local, podendo apontar a luz com algum ângulo. A área iluminada no solo teria, no mínimo, 7 km de diâmetro.

Mesmo um espelho curvo ou uma lente não conseguiriam concentrar a luz num ponto mais pequeno, devido à distância e ao ângulo de meio grau do Sol no céu.

E essa luz refletida seria intensa ou fraca? Para um único satélite de 54 metros, seria 15.000 vezes mais fraca do que o Sol ao meio-dia, mas ainda assim muito mais brilhante do que a Lua cheia.

The balloon test

No ano passado, o fundador da Reflect Orbital, Ben Nowack, publicou um vídeo curto a resumir um teste com “a última coisa a construir antes de ir para o espaço”: um refletor transportado por um balão de ar quente.

No ensaio, um espelho plano, quadrado e com cerca de 2,5 metros de lado, direciona um feixe de luz para painéis solares e sensores. Num dos casos, a equipa mediu 516 watts de luz por metro quadrado, com o balão a uma distância de 242 metros.

Para referência, o Sol ao meio-dia fornece cerca de 1.000 watts por metro quadrado. Portanto, 516 watts por metro quadrado correspondem a aproximadamente metade - um nível que pode ser útil.

Ainda assim, ao extrapolar este teste do balão para o espaço, surgem problemas. Como referido acima, se os satélites estivessem a 800 km da zona a iluminar, o refletor teria de medir 6,5 km por 6,5 km - 42 quilómetros quadrados. Não é realista construir um refletor dessa dimensão, pelo que o teste com balão tem limitações claras.

So what is Reflect Orbital planning to do?

O plano da Reflect Orbital é ter “satélites simples, na constelação certa, a iluminar centrais solares já existentes”. E o objetivo declarado é atingir apenas 200 watts por metro quadrado - 20% do Sol ao meio-dia.

Será que satélites mais pequenos conseguem isso? Se um satélite de 54 metros é 15.000 vezes mais fraco do que o Sol ao meio-dia, seriam necessários 3.000 satélites para chegar a 20% do valor do Sol ao meio-dia. É um número enorme de satélites para iluminar apenas uma região.

Há ainda outro obstáculo: a 625 km de altitude, os satélites deslocam-se a 7,5 km por segundo. Assim, um satélite ficará a menos de 1.000 km de um determinado local por, no máximo, 3,5 minutos.

Isto significa que 3.000 satélites dariam apenas alguns minutos de iluminação. Para assegurar sequer uma hora, seriam necessários muitos mais milhares.

A Reflect Orbital não esconde a ambição. Numa entrevista, Nowack sugeriu 250.000 satélites em órbitas a 600 km de altitude. Isso é mais do que todos os satélites atualmente catalogados e os grandes fragmentos de lixo espacial juntos.

E mesmo assim, essa constelação gigantesca forneceria apenas 20% do Sol ao meio-dia a não mais do que 80 locais em simultâneo, com base nos cálculos acima. Na prática, seriam ainda menos locais iluminados devido à nebulosidade.

Além disso, por causa da altitude, os satélites só poderiam iluminar a maioria dos lugares perto do amanhecer e do entardecer, quando os espelhos em órbita baixa ainda estariam expostos à luz solar.

Ciente disso, a Reflect Orbital prevê que a constelação circunde a Terra junto à linha dia-noite, em órbitas helio-síncronas, para se manter continuamente ao Sol.

Bright lights

Então, satélites com espelhos seriam uma forma prática de produzir energia solar barata durante a noite? Provavelmente não. Poderiam, no entanto, criar uma poluição luminosa devastadora? Sem dúvida.

Ao início da noite, não é preciso muito tempo para avistar satélites e detritos espaciais - e eles não foram concebidos para serem especialmente brilhantes. Com o plano da Reflect Orbital, mesmo que apenas o satélite de teste funcione como previsto, por vezes poderá parecer muito mais luminoso do que a Lua cheia.

Uma constelação destes espelhos seria desastrosa para a astronomia e perigosa para os astrónomos. Para quem observa através de um telescópio, a superfície de cada espelho poderia ser quase tão brilhante como a superfície do Sol, com risco de danos permanentes na visão.

A poluição luminosa reduzirá a capacidade de todos verem o cosmos e sabe-se que a luz artificial também afeta os ritmos diários dos animais.

Embora a Reflect Orbital pretenda iluminar locais específicos, os feixes dos satélites também varreriam a Terra ao deslocarem-se de um ponto para o seguinte. O céu noturno poderia ser atravessado por flashes de luz mais brilhantes do que a Lua.

A empresa não respondeu ao The Conversation sobre estas preocupações até ao prazo-limite. No entanto, disse à Bloomberg esta semana que planeia redirecionar a luz solar de formas “breves, previsíveis e direcionadas”, evitando observatórios e partilhando as localizações dos satélites para que os cientistas consigam planear o seu trabalho.

The consequences would be dire

Ainda está por ver se o projeto da Reflect Orbital vai mesmo avançar. A empresa pode lançar um satélite de teste, mas há uma enorme distância entre isso e colocar 250.000 espelhos gigantes a circular constantemente a Terra para manter algumas centrais solares a funcionar mais umas horas por dia.

Ainda assim, é um projeto a acompanhar. Para os astrónomos - e para todos os que preferem um céu noturno verdadeiramente escuro - as consequências de um eventual sucesso seriam graves.

Michael J. I. Brown, Associate Professor in Astronomy, Monash University and Matthew Kenworthy, Associate Professor in Astronomy, Leiden University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.