Uma constelação proposta de satélites está a deixar os astrónomos extremamente preocupados. Ao contrário de outros satélites que reflectem a luz do Sol e acabam por criar poluição luminosa como um efeito secundário indesejado, os aparelhos da startup norte-americana Reflect Orbital foram concebidos precisamente para produzir poluição luminosa.
A empresa diz conseguir gerar "luz solar a pedido", recorrendo a espelhos que projectam luz solar em direcção à Terra para permitir que parques solares continuem a produzir energia depois do pôr do Sol.
A ideia passa por começar com um satélite de teste de 18-metre chamado Earendil-1, para o qual a empresa já pediu autorização de lançamento em 2026. Mais tarde, de acordo com os relatos mais recentes, esse primeiro ensaio seria seguido por cerca de 4,000 satélites em órbita até 2030.
Até que ponto seria grave a poluição luminosa? E, talvez ainda mais relevante, será que os satélites da Reflect Orbital conseguem mesmo funcionar como é anunciado?
Reflectir luz solar
Tal como se consegue reflectir a luz do Sol na face de um relógio e criar um ponto luminoso, os satélites da Reflect Orbital usariam espelhos para direccionar luz para uma área específica da superfície terrestre.
A diferença está na escala. Estes satélites iriam orbitar a cerca de 625km de altitude e, no plano final, teriam espelhos com 54 metros de largura.
Quando se reflecte luz do relógio para uma parede próxima, o ponto pode parecer muito intenso. Mas, se a parede estiver muito longe, esse ponto aumenta de tamanho - e perde brilho.
Isto acontece porque o Sol não é um ponto de luz: no céu, ocupa um ângulo de meio grau. Assim, a grandes distâncias, um feixe de luz solar reflectido por um espelho plano alarga-se com um ângulo de meio grau.
O que significa isto na prática? Consideremos um satélite a reflectir luz solar ao longo de aproximadamente 800km - porque um satélite a 625km de altura nem sempre passa exactamente por cima do local, podendo iluminar em ângulo. Nesse cenário, a zona iluminada no solo teria, no mínimo, 7km de diâmetro.
Mesmo recorrendo a um espelho curvo ou a uma lente, não é possível concentrar a luz solar num ponto mais apertado devido à distância e ao facto de o Sol ter esse ângulo aparente de meio grau.
A luz solar reflectida seria intensa ou fraca? Para um único satélite de 54 metros, seria 15,000 vezes mais ténue do que o Sol ao meio-dia, mas ainda assim muito mais brilhante do que a Lua cheia.
O teste do balão
No ano passado, o fundador da Reflect Orbital, Ben Nowack, publicou um pequeno vídeo a resumir um ensaio com a "última coisa a construir antes de passar ao espaço". Tratava-se de um reflector transportado por um balão de ar quente.
No teste, um espelho plano e quadrado com cerca de 2.5 metros de lado direcciona um feixe de luz para painéis solares e sensores. Numa das medições, a equipa regista 516 watts de luz por metro quadrado quando o balão está a uma distância de 242 metros.
Para comparação, o Sol ao meio-dia fornece cerca de 1,000 watts por metro quadrado. Ou seja, 516 watts por metro quadrado corresponde a aproximadamente metade desse valor, o que já seria suficientemente útil.
O problema surge quando se tenta transpor o teste do balão para a escala espacial. Como referimos acima, se os satélites estivessem a 800km da zona a iluminar, o reflector teria de medir 6.5km por 6.5km - 42 quilómetros quadrados. Construir um reflector desta dimensão não é viável, pelo que o teste do balão tem limitações claras.
Então o que está a Reflect Orbital a planear?
A estratégia da Reflect Orbital assenta em "satélites simples na constelação certa a iluminar parques solares existentes". E o objectivo declarado é chegar apenas a 200 watts por metro quadrado - 20% do Sol ao meio-dia.
Será que satélites menores conseguem entregar esse nível? Se um único satélite de 54 metros é 15,000 vezes mais ténue do que o Sol ao meio-dia, seriam necessários 3,000 desses satélites para atingir 20% do Sol ao meio-dia. É um número enorme de satélites para iluminar uma única região.
Há ainda outro obstáculo: a 625km de altitude, os satélites deslocam-se a 7.5 quilómetros por segundo. Isto significa que um satélite fica a menos de 1,000km de um determinado local durante, no máximo, 3.5 minutos.
Na prática, 3,000 satélites dariam apenas alguns minutos de iluminação. Para garantir sequer uma hora, seriam precisos muitos milhares adicionais.
A Reflect Orbital não tem falta de ambição. Numa entrevista, Nowack chegou a sugerir 250,000 satélites em órbitas a 600km de altitude. Esse total é superior ao de todos os satélites actualmente catalogados e de grandes fragmentos de lixo espacial somados.
E, apesar disso, de acordo com os nossos cálculos acima, essa constelação gigantesca forneceria apenas 20% do Sol ao meio-dia para não mais de 80 locais ao mesmo tempo. Na prática, seriam iluminados ainda menos locais devido ao tempo nublado.
Além disso, por causa da sua altitude, os satélites só conseguiriam fornecer iluminação à maioria das localizações perto do crepúsculo e do amanhecer, quando os espelhos em órbita baixa da Terra estariam banhados pela luz solar.
Ciente dessa limitação, a Reflect Orbital planeia que a constelação circunde a Terra acima da linha dia-noite em órbitas sincronizadas com o Sol, para que os satélites permaneçam continuamente iluminados.
Luzes intensas
Então, satélites com espelhos são uma forma prática de gerar energia solar nocturna a baixo custo? Provavelmente não. Podem, no entanto, criar uma poluição luminosa devastadora? Sem dúvida.
No início da noite, não é difícil ver satélites e lixo espacial - e nem sequer foram desenhados para serem brilhantes. Com o plano da Reflect Orbital, mesmo que apenas o satélite de teste funcione como previsto, por vezes parecerá muito mais brilhante do que a Lua cheia.
Uma constelação destes espelhos seria catastrófica 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, o que coloca um risco de danos permanentes na visão.
Esta poluição luminosa vai dificultar a capacidade de qualquer pessoa ver o cosmos e sabe-se também que a poluição luminosa afecta 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 nocturno poderia ser atravessado por clarões mais brilhantes do que a Lua.
A empresa não respondeu ao The Conversation sobre estas preocupações dentro do prazo. No entanto, disse esta semana à Bloomberg que planeia redireccionar a luz solar de formas "breves, previsíveis e direccionadas", evitando observatórios e partilhando as localizações dos satélites para que os cientistas possam planear o seu trabalho.
As consequências seriam graves
Ainda não se sabe se o projecto da Reflect Orbital chegará a arrancar. A empresa poderá lançar um satélite de teste, mas isso está muito longe de conseguir colocar 250,000 espelhos enormes a circundar permanentemente a Terra para manter alguns parques solares a funcionar durante mais algumas horas por dia.
Ainda assim, é um projecto a acompanhar. Se tiver sucesso, as consequências para os astrónomos - e para qualquer pessoa que goste de um céu nocturno escuro - seriam graves.
Michael J. I. Brown, Professor Associado de Astronomia, Monash University e Matthew Kenworthy, Professor Associado de Astronomia, Leiden University
Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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