Entenda como os satélites são lançados e permanecem no espaço

Todos os anos, milhares de satélites artificiais entram em órbita na Terra, através de diferentes empresas e iniciativas governamentais, cada um carregando tecnologias específicas para executar funções ou captar informações de forma dinâmica, rápida e precisa, colaborando para o avanço científico de diversas áreas de conhecimento e segmentos de negócio. Sua utilização na agricultura, por exemplo, está em plena ascensão e tem facilitado o monitoramento das lavouras e conectividade das lavouras.

No entanto, a tarefa de manter um satélite no espaço não é simples. Envolve uma série de preceitos para evitar ao máximo contratempos durante o processo, garantir que o dispositivo entre na órbita certa e desempenhe a função esperada.

#1 Subsistemas básicos de um satélite

Um satélite é formado por vários componentes, chamados de subsistemas básicos. Dentre os principais está o subsistema de energia, responsável por distribuir a energia captada pelos painéis solares e convertê-la em energia elétrica para que os demais subsistemas também funcionem. As antenas de comunicação que, por exemplo, recebem e emitem informações para as centrais de controle em terra, formam outro subsistema.

Um detalhe importante: cada um desses subsistemas são criados e testados individualmente, para depois serem reunidos na montagem do satélite. Após esse processo e antes do lançamento, uma série de testes rigorosos são realizados, em situações que simulam o espaço.

Mais uma curiosidade: nem todas as empresas que possuem satélites em órbita tem capacidade produtiva. Esse é um diferencial da Planet, fornecedora de imagens de satélites para o aplicativo Granular Insights. Uma das líderes mundiais no mercado, ela projeta e constrói seus satélites, o que garante uma evolução mais rápida, tantos dos processos como da inclusão de novas tecnologias.

Lembrando que existem dezenas de diferentes tipos de satélites, desde os mais simples que custam algumas centenas de dólares, até satélites de alta tecnologia que custam centenas de milhares de dólares. Cada um tem diferentes utilidades e objetivos.

#2 Lançamento para o espaço

Após os testes de qualidade e funcionamento, os satélites são lançados no espaço a partir de foguetes e veículos espaciais sem tripulação, também conhecidos como veículos de lançamento. Geralmente, esses veículos são formados por três partes, que vão se desprendendo uma das outras após o lançamento:

  • A primeira parte contém o combustível necessário para que o veículo e o satélite cheguem ao espaço. Em um determinado ponto, ela se desprende e cai no oceano ou numa área deserta.
  • A segunda parte é onde o combustível começa a ser queimado para que o veículo chegue até órbita escolhida para o satélite.
  • Já a terceira é uma espécie de cápsula que armazena o satélite, liberado no espaço quando o veículo atinge a órbita definida.

Existem diversas empresas fazendo o envio de satélites e outros serviços de transporte espacial. No vídeo abaixo, você pode conferir o lançamento feito em 2020 pela Rocket Labs, umas das parceiras da Planet.

A última década foi extremamente importante para a evolução dos veículos lançadores, com o avanço no desenvolvimento de nano-lançadores. Trata-se de veículos de lançamento dimensionados para atender as necessidades específicas do mercado de satélites. Outra tendência é o compartilhamento de veículos maiores, dos quais vários satélites podem ser lançados no mesmo lançamento. A Planet, por exemplo, já enviou mais de 200 de seus satélites como carona em foguetes maiores. No começo do vídeo abaixo, você consegue conferir um satélite da constelação Dove sendo lançado no espaço:

Você deve estar se perguntando de onde esses veículos são lançados, não é mesmo? Pois saiba que a localização do centro de lançamento também é um fator essencial para que o veículo consiga chegar à órbita necessária.

Os países que vão construir esses centros escolhem localizações com as menores latitudes possíveis. E a Física explica por quê: quanto mais próximo o centro de lançamento estiver da Linha do Equador, maior será o impulso dado quando o foguete seguir no mesmo sentido da rotação da Terra. Esse movimento fornece aos veículos uma velocidade adicional, o que na prática significa economia de combustível.

#3 Como um satélite permanece em órbita?

Para explicar como isso acontece, vamos recorrer às três leis do movimento planetário, formuladas pelo astrônomo e matemático alemão, Johannes Kepler:

  • A primeira lei diz que “todos os planetas orbitam o sol numa trajetória elíptica, sendo que o Sol se localiza em um dos focos da elipse”. Essa lei pode ser aplicada aos satélites também, ao considerar que a Terra é um dos focos da elipse pela qual o satélite circula.
  • Já a segunda lei indica que “uma linha imaginária feita do centro do Sol ao centro do planeta varre áreas iguais em intervalos iguais”. Mais uma premissa aplicada aos satélites, pois quando este está mais próximo à Terra (perigeu), a velocidade é menor. Na situação contrária (conhecida como apogeu), a velocidade dele é menor.
  • Por último, a terceira lei afirma que “a razão entre os quadrados dos períodos dos planetas é igual à razão dos cubos das distâncias médias ao Sol”, e também é obedecida pelos satélites que orbitam planetas ou qualquer objeto celeste.

Existem várias órbitas possíveis para um satélite circular, diferentes no tamanho, forma, altitude e orientação em relação à Linha do Equador. A escolha dessa órbita depende de diversos fatores, especialmente do tipo de informação que o satélite vai captar. São três tipos:

  • Circular equatorial ou inclinada: tem altitude de 300 a 1.000 km, ideal para satélites de meteorologia e experimentos científicos.
  • Polar: tem uma altitude de 800 km e é indicada para satélites de mapeamento, como é o caso dos satélites Dove, usados pela Planet para captar as imagens para o Granular Insights.
  • Geoestacionária: está sempre sobre o mesmo ponto a uma altitude de 35.786 km e tem aplicação para a área de telecomunicações.

No vídeo abaixo, você consegue entender um pouco melhor como as imagens são coletadas através dos satélites já em órbita:

#4 O que pode tirar um satélite de órbita?

Diversos fatores podem interferir na movimentação de um satélite. Dentre os principais está a própria aceleração gravitacional do nosso planeta, que pode ser ligeiramente maior em algumas regiões e menor em outras. Isso ocorre porque a Terra não é uma esfera perfeita, o que pode alterar a trajetória do satélite.

A colisão com as moléculas de ar da atmosfera e destroços espaciais também pode fazer com que o satélite perca velocidade e, em seguida, altitude. Nesses casos, as centrais de controle iniciam manobras com propulsores instalados no próprio satélite, que o direciona de volta à órbita definida ou para uma nova, conforme necessidade.

Agora, se um satélite deixa de desempenhar a sua função, a indicação é retirá-lo da órbita ou colocá-lo em outra que não ofereça riscos para outros satélites. Atualmente, existem pelo menos quatro órbitas definidas para satélites que não operam mais.

Para facilitar o processo de retirada de um satélite de órbita e evitar detritos espaciais, a Planet optou por orbitar seus satélites em altitudes mais baixas, tanto para evitar as altitudes mais altas, que são mais congestionadas, quanto para garantir a desorbitação oportuna e segura de seus satélites quando o tempo de uso é atingido, fazendo sua parte para diminuir os detritos espaciais.

Para saber mais sobre os satélites da Planet, acesse o site da empresa ou converse com um dos consultores do Granular Insights.

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