Automatização da prevenção de colisões

Tais decisões automatizadas poderiam até ocorrer a bordo de satélites, o que informaria diretamente outros operadores no solo e satélites em órbita das suas intenções. Isto será essencial para garantir que as decisões automatizadas não interfiram nos planos de manobra de outras pessoas.

À medida que estes sistemas inteligentes coletam mais dados e experiência, tornar-se-ão cada vez melhores na previsão de como as situações de risco evoluem, o que significa que os erros na tomada de decisões diminuiriam, assim como o custo das operações.

 

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“Há uma necessidade urgente de uma gestão adequada do tráfego espacial, com protocolos de comunicação claros e mais automatização,” diz Holger Krag, Diretor de Segurança Espacial da ESA.

 “É assim que o controlo de tráfego aéreo funciona há muitas décadas e agora os operadores espaciais precisam reunir-se para definir a coordenação automatizada de manobras.”

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Ambiente atual de detritos

Voar uma missão espacial já não é o que era. Agora vemo-nos confrontados com os remanescentes de diligências orbitais passadas que ainda hoje assombram o ambiente da Terra.

Após aproximadamente 5450 lançamentos desde o início da era espacial em 1957, o número de objetos de detritos estimados em órbita, em janeiro de 2019, foi:

Saiba mais em Detritos espaciais - pelos números

Prevenção de colisão ‘manual’

Devido a esse ambiente de detritos, é agora rotina para os operadores de órbitas de tráfego intenso despender tempo a proteger a sua aeronave de colisões potencialmente catastróficas com lixo espacial, realizando ‘manobras de prevenção de colisão’ - basicamente enviando os comandos para a sua aeronave se desviar do caminho.

Tais manobras dependem de dados de vigilância espacial validados, precisos e oportunos, fornecidos, por exemplo, pela US Space Surveillance Network (Rede de Vigilância Espacial dos EUA), servindo como base para ‘mensagens de dados conjuntas’, ou MDLs, alertando para um possível encontro próximo entre a sua aeronave e outro satélite ou objeto espacial.

Para um satélite típico em órbita baixa ao redor da Terra, são emitidos centenas de alertas todas as semanas. Para a maioria, o risco de colisão diminui à medida que a semana passa e mais informações orbitais são coletadas, mas para alguns o risco é considerado alto o suficiente para que outras ações sejam necessárias.

Para a atual frota de naves espaciais da ESA nessas órbitas de baixa altitude, cerca de dois alertas por semana, por satélite, exigem acompanhamento detalhado de um analista. Isto envolve horas de análise da distância entre os dois objetos, as suas posições prováveis no futuro, incertezas nas observações e, portanto, nos cálculos e, finalmente, na probabilidade de colisão.

Se a probabilidade for maior do que tipicamente 1 em 10.000, é necessário o trabalho de várias equipas para preparar uma manobra de prevenção de colisão e enviar os comandos para o satélite.

A manobra deve ser verificada para garantir que terá o efeito esperado e que, por exemplo, não aproxima a aeronave do objeto ou possa mesmo prejudicar outro objeto.

Em média, a ESA precisa realizar mais de uma manobra para evitar colisões por satélite por ano, a grande maioria devido a detritos espaciais.

Embora essas manobras protejam as naves espaciais, também interrompem a sua programação normal, atrasando ou interrompendo observações ou comunicações científicas, e geralmente gastam uma quantidade preciosa de combustível, diminuindo a vida útil da missão.

NewSpace

À medida que o número de pequenos satélites particulares em órbita está a aumentar drasticamente, a era do ‘NewSpace’ começou.

Muitos satélites funcionarão por conta própria, mas foi anunciado que milhares serão lançados em grandes constelações - enormes redes de satélites que voam em conjunto em órbitas relativamente baixas - com o objetivo de fornecer cobertura global de curto alcance, seja para telecomunicações ou observação da Terra.

Algumas empresas começaram a lançar constelações tão grandes em órbita baixa em redor da Terra, a fim de fornecer acesso regular à Internet a regiões sem a infraestrutura necessária.

Isto significa que em breve teremos satélites mais ativos em órbita do que os lançados anteriormente na história dos voos espaciais.

Tais constelações, embora tragam grandes benefícios para as pessoas na Terra, serão uma fonte de enorme perturbação para a sustentabilidade a longo prazo do ambiente espacial, se não mudarmos a maneira como operamos.

À medida que as estradas espaciais acima da Terra se tornam mais movimentadas e as abordagens mais próximas se tornam mais comuns, o atual processo manual de cálculo de riscos de colisão e a determinação de como a aeronave deve responder será demasiado lento e demorado para ser eficaz.

Space19+

Em novembro, os Estados Membros da ESA reunir-se-ão para votar no orçamento da Agência para os próximos anos. Como parte das suas atividades de Segurança Espacial, este tão necessário sistema automatizado de prevenção de colisões será um dos muitos projetos interessantes que esperam garantir o seu futuro.

Fique atento para descobrir mais sobre o Space19+ nas próximas semanas.