O Sol está mais “irritado” do que tem estado nos últimos tempos - e essa agitação está a refletir-se em milhares de pequenos satélites que compõem a constelação Starlink da SpaceX.
Uma nova análise sobre satélites Starlink que regressaram à atmosfera revela um padrão inequívoco: à medida que o Sol intensificou a atividade rumo ao pico do seu ciclo entre 2020 e 2024, aumentou também o número de quedas de satélites atribuídas diretamente a essa mesma atividade.
O estudo foi realizado por uma equipa de cientistas liderada pelo físico espacial Denny Oliveira, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, que examinou 523 satélites Starlink que voltaram a descer em direção à Terra nesse período e identificou uma ligação clara ao comportamento do Sol.
"Mostramos claramente que a intensa atividade solar do atual ciclo solar já teve impactos significativos nas reentradas da Starlink", escrevem os autores no artigo.
"Este é um período muito entusiasmante na investigação do arrasto orbital de satélites, uma vez que o número de satélites em órbita baixa da Terra e a atividade solar são os mais elevados alguma vez observados na história humana."
O que está a acontecer com o Sol e com o ciclo solar 25
O ciclo solar é uma oscilação de cerca de 11 anos na atividade do Sol, associada a uma inversão periódica do campo magnético nos polos solares. Essa variação manifesta-se sobretudo através de manchas solares, erupções solares e ejeções de massa coronal, que tendem a aumentar gradualmente até ao máximo solar (momento em que ocorre a inversão dos polos), diminuindo depois até um mínimo antes de voltarem a subir.
É um processo natural do Sol e, atualmente, estamos no auge do 25.º ciclo desde que estes fenómenos começaram a ser registados de forma sistemática. Este ciclo tem sido relativamente forte - não é o mais intenso de que há registo, mas apresenta bastante mais atividade do que os cientistas antecipavam no início.
Na prática, isso traduz-se em efeitos mais evidentes na Terra. Se tem reparado num aumento de auroras, esse espetáculo resulta de partículas solares a bombardear a atmosfera terrestre, transportadas por ejeções de massa coronal e pelo vento solar.
Como o arrasto na alta atmosfera afeta satélites Starlink em órbita baixa da Terra
Há, porém, uma consequência menos óbvia do aumento da atividade solar: com mais ejeções a atingirem a alta atmosfera, esta aquece de forma significativa.
À superfície, não damos por isso. No entanto, a energia adicional faz a atmosfera expandir - o suficiente para aumentar o arrasto sobre naves e satélites em órbita baixa da Terra. O resultado é que os objetos deixam de conseguir manter a trajetória tal como está e precisam de efetuar correções para permanecerem em órbita.
Importa sublinhar que esta vulnerabilidade não é exclusiva da Starlink: qualquer satélite em órbita baixa da Terra está sujeito ao aumento de arrasto associado à atividade solar. Ainda assim, a escala da Starlink oferece um cenário particularmente útil para análise. Até ao momento, a SpaceX lançou 8,873 satélites Starlink para a órbita baixa da Terra, dos quais 7,669 continuam operacionais. Estes números, por si só, constituem um laboratório excecional para estudar como o máximo solar influencia satélites neste tipo de órbita.
"Aqui, usamos … dados orbitais da Starlink para realizar uma análise de épocas sobrepostas das altitudes e velocidades orbitais, a fim de identificar impactos causados por tempestades com diferentes intensidades", escrevem os investigadores. "As reentradas da Starlink coincidem com a fase ascendente do ciclo solar 25, um período com atividade solar crescente."
O que os dados das reentradas da Starlink entre 2020 e 2024 revelam
A SpaceX começou a colocar satélites Starlink em órbita em 2019, e as primeiras reentradas atmosféricas ocorreram em 2020. No início, os valores eram baixos: registaram-se apenas duas em 2020. Em 2021, caíram 78 satélites; em 2022 foram 99; e em 2023, 88. Contudo, em 2024 verificou-se um salto acentuado - um total de 316 satélites Starlink regressaram da órbita para a atmosfera.
Para interpretar estes eventos, a equipa agrupou as reentradas de acordo com as condições geomagnéticas no momento - ou seja, quão intensamente a atividade solar estava a afetar a Terra. De forma inesperada, cerca de 72 por cento de todas as reentradas aconteceram sob condições geomagnéticas fracas, e não durante as grandes tempestades geomagnéticas.
Segundo os autores, isso deve-se ao efeito cumulativo do arrasto ao longo da fase ascendente do ciclo solar. Em vez de serem “derrubados” de uma só vez, os satélites foram perdendo altitude de modo subtil e progressivo ao longo do tempo. Já os satélites que reentraram quando as condições geomagnéticas eram fortes tenderam a cair mais depressa do que aqueles que o fizeram em condições mais fracas.
O tema é particularmente interessante porque existem poucos dados sobre este fenómeno. O trabalho de Oliveira e colegas pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias capazes de reduzir a degradação orbital provocada pela atividade solar, ajudando a manter satélites em órbita baixa da Terra onde devem estar (e evitando, por exemplo, colisões com outros satélites que possam desencadear uma perigosa cascata de Kessler).
"Os nossos resultados são promissores porque apontam para a utilização de dados Starlink de cadência curta (determinação precisa da órbita, densidade de massa neutra, área na direção do escoamento, coeficiente de arrasto) para melhorar modelos de arrasto orbital durante tempestades geomagnéticas, sobretudo durante eventos extremos", escrevem os investigadores.
O artigo foi aceite para publicação em Fronteiras em Astronomia e Ciência Espacial e está disponível no arXiv.
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