O lixo espacial da Terra pode estar causando estragos na estratosfera.
O rápido aumento das megaconstelações de satélites está a ligar grande parte do mundo à Internet de banda larga. Mas todos os anos, centenas desses satélites morrem, queimando-se na atmosfera à medida que caem. E a cada ano, mais e mais satélites são lançados para substituí-los.
Acontece que os satélites moribundos não desaparecem simplesmente no éter. Cada um deixa um pouco de si para trás.
A terrível agonia dos satélites, juntamente com um aumento acentuado no número de lançamentos de foguetes, estão adicionando à estratosfera um excesso de poluentes que destroem a camada de ozônio e alteram o clima, dizem os pesquisadores. O que isso significa para a química atmosférica do planeta – incluindo a sua camada de ozono que protege a luz ultravioleta – ainda não está claro. Mas os cientistas estão correndo para descobrir.
“Os lançamentos estão crescendo muito rapidamente”, diz Daniel Murphy, cientista atmosférico do Laboratório de Ciências Químicas da Administração Oceanográfica e Atmosférica Nacional em Boulder, Colorado. “Nos últimos anos, ocorreram cerca de 500 eventos de reentrada por ano. , e as pessoas falam em cerca de 10.000 num futuro não muito distante. Isso é cerca de um por hora. Portanto, gostaríamos de entender as implicações o mais rápido possível.”
Constelações comerciais
Atualmente, existem cerca de 10 mil satélites ativos em órbita ao redor do planeta. Dois terços pertencem à Starlink, a megaconstelação da SpaceX (SN: 03/03/23). Outros 630 fazem parte da Eutelsat OneWeb, com sede em Londres. E outros projectos de Internet pretendem recuperar rapidamente: em Agosto, a China lançou os primeiros 18 satélites para a sua constelação Qianfan, ou “Mil Velas”, planeada para incluir pelo menos 12.000 satélites. Outro projeto chinês planejado, conhecido como Honghu-3, visa conectar até 10 mil satélites.
Segundo algumas estimativas, poderá haver até 100 mil satélites em órbita próxima da Terra até 2030, com possivelmente meio milhão a orbitar o planeta nas décadas seguintes.
Esses satélites de Internet são descartáveis por design: eles podem servir alguns anos em uma rede de constelação antes de serem “desativados” – afundados em uma órbita inferior até que finalmente caiam no céu para uma morte ardente. Cada satélite em desintegração injeta metais na atmosfera, muitos dos quais são metais que normalmente não são encontrados lá ou que estão sendo adicionados em abundâncias muito maiores do que as introduzidas naturalmente.
Traços reveladores
O primeiro passo para compreender a extensão do problema é identificar os vestígios de naves espaciais incendiadas e se esses vestígios são comparáveis ou mesmo detectáveis no contexto de detritos naturais de meteoritos vindos do espaço.
Essa pesquisa está apenas começando.
Em 2023, Murphy e colegas apresentaram provas definitivas de que os metais especificamente provenientes de naves espaciais, e não apenas de fontes naturais, estavam de facto no alto da estratosfera, a camada da atmosfera que se estende de seis a 20 quilómetros acima da superfície da Terra. Partículas estratosféricas de ácido sulfúrico na alta atmosfera sobre o Ártico revelaram conter mais de 20 elementos diferentes, consistentes com a produção de espaçonaves. Esses elementos, diz Murphy, incluíam nióbio e háfnio, ambos refinados a partir de minérios para uso em ligas resistentes ao calor. Outros metais como o lítio, o chumbo, o alumínio e o cobre — que podem estar presentes naturalmente — foram encontrados em abundâncias que excedem em muito o que poderia flutuar organicamente através da poeira cósmica.
E as evidências de naves espaciais antigas estão se acumulando. De 2020 a 2022, os cientistas registaram um aumento estratosférico dos poluentes, correspondendo ao rápido aumento dos lançamentos de satélites.
As emissões de óxidos de alumínio e de azoto provenientes de reentradas de satélites quase duplicaram, passando de 3,3 mil milhões de gramas em 2020 para 5,6 mil milhões de gramas em 2022, informaram o químico atmosférico Connor Barker da University College London e colegas em Abril, em Viena, numa reunião da União Geofísica Europeia. Em 2022, descobriram que as entradas de reentrada de óxidos de azoto eram equivalentes a cerca de um terço das entradas naturais de gases provenientes de meteoros. E os insumos de óxido de alumínio estavam ultrapassando os insumos naturais por um fator de sete.
As emissões de poluentes provenientes do lançamento de foguetes também estão aumentando, descobriram Barker e seus colegas. O consumo de propulsores quase duplicou entre 2020 e 2022, passando de 38 mil milhões de gramas para 67 mil milhões de gramas. Essas emissões de lançamento podem incluir poluentes como carbono negro, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, óxido de alumínio e uma variedade de gases de cloro.
Impactos químicos
Os destroços da espaçonave podem ter uma variedade de efeitos em cascata através da química da estratosfera.
Poderia significar más notícias, em particular para a camada de ozono. O óxido de alumínio, por exemplo, é um subproduto da oxidação durante a reentrada de componentes de naves espaciais à base de alumínio, diz José Ferreira, engenheiro aeroespacial da Universidade do Sul da Califórnia, em Los Angeles. “E sabemos que os óxidos de alumínio são catalisadores da destruição da camada de ozono.”
Esta nova ameaça à camada de ozono é particularmente frustrante na sequência do sucesso do Protocolo de Montreal, um acordo de 1987 para proibir a produção e emissões de produtos químicos conhecidos destruidores da camada de ozono (SN: 10/02/21). Em 2016, o buraco anual na camada de ozônio que se forma sobre a Antártida já mostrava sinais de cura, a caminho de fechar completamente dentro de cerca de 50 anos (SN: 14/12/16).
Existem inúmeras outras maneiras pelas quais os poluentes das espaçonaves podem interferir na complexa mistura química da atmosfera, diz Murphy. A fuligem emitida pelos motores dos foguetes absorve a energia solar, que pode aquecer a atmosfera. O cobre e outros metais liberados durante a incineração de fios e ligas de naves espaciais são conhecidos por serem poderosos catalisadores de reações químicas na atmosfera. Entre outras coisas, esses metais poderiam promover a criação de minúsculas partículas que atuam como sementes das nuvens.
Não há muita informação direta sobre quais dessas reações já podem estar acontecendo. Os dados existentes são destinados a simulações computacionais que acompanham o ciclo de vida desses poluentes e suas interações na atmosfera. A equipe de Murpyh está planejando mais voos em 2025 para continuar rastreando o crescente estoque de detritos de naves espaciais.
Ferreira, por sua vez, está a considerar formas de incorporar uma avaliação de impacto ambiental na fase de concepção das missões espaciais. “Se identificarmos antecipadamente que um componente ou produto químico será prejudicial à atmosfera, poderemos encontrar uma alternativa ou investir na pesquisa de opções mais ecológicas”, afirma Ferreira.
Por enquanto, a questão dos impactos do material disperso dos satélites é tão nova que ainda não houve muito financiamento para abordá-la, diz Murphy. Mas, acrescenta, “acho que isso precisa acontecer rápido. Seria muito bom saber estas coisas antes de estes satélites serem construídos e lançados.”
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