O que é um satélite?

A Semana Espacial Mundial 2020 celebrará o impacto dos satélites na humanidade de 4 a 10 de outubro. Descubra como celebrar aqui e confira a história dos satélites abaixo!

Um satélite é um objeto no espaço que orbita ou circula em torno de um objeto maior. Existem dois tipos de satélites: naturais (como a lua orbitando a Terra) ou artificiais (como a Estação Espacial Internacional orbitando a Terra).

Existem dezenas e dezenas de satélites naturais no sistema solar , com quase todos os planetas tendo pelo menos uma lua. Saturno, por exemplo, tem pelo menos 53 satélites naturais e, entre 2004 e 2017, também teve um artificial – a espaçonave Cassini, que explorou o planeta anelado e suas luas.

Satélites artificiais, no entanto, não se tornou uma realidade até meados do século XX. O primeiro satélite artificial foi o Sputnik, uma sonda espacial russa do tamanho de uma bola de praia que decolou em 4 de outubro de 1957. Esse ato chocou grande parte do mundo ocidental, pois se acreditava que os soviéticos não tinham a capacidade de enviar satélites para espaço.

Uma breve história dos satélites artificiais

Após esse feito, em 3 de novembro de 1957 os soviéticos lançaram um satélite ainda mais massivo – Sputnik 2 – que carregava um cachorro, Laika. O primeiro satélite dos Estados Unidos “foi o Explorer 1 em 31 de janeiro de 1958. O satélite tinha apenas 2 por cento da massa do Sputnik 2, porém, pesava 30 libras (13 kg).

Os Sputniks e o Explorer 1 se tornaram os primeiros tiros de uma corrida espacial entre os Estados Unidos e a União Soviética que durou pelo menos até o final dos anos 1960. O foco nos satélites como ferramentas políticas começou a dar lugar às pessoas à medida que os dois países enviavam humanos no espaço em 1961. No final da década, no entanto, os objetivos dos dois países começaram a se dividir. Enquanto os Estados Unidos levavam pessoas à Lua e criavam o ônibus espacial, a União Soviética construía a primeira estação espacial do mundo , Salyut 1, lançado em 1971. (Seguiram-se outras estações, como a Mir dos Estados Unidos “Skylab and the Soviet Union” s.)

Outros países começaram a enviar seus próprios satélites para o espaço conforme os benefícios se propagavam pela sociedade Os satélites meteorológicos melhoraram as previsões, mesmo para áreas remotas. Satélites de observação terrestre, como a série Landsat, rastrearam mudanças nas florestas, na água e em outras partes da superfície da Terra ao longo do tempo. Os satélites de telecomunicações faziam chamadas telefônicas de longa distância e, eventualmente, transmissões de televisão ao vivo de todo o mundo uma parte normal da vida. Gerações posteriores ajudaram com as conexões de Internet.

Com a miniaturização de computadores e outros hardwares, agora é possível enviar satélites muito menores que podem fazer ciência, telecomunicações ou outras funções em órbita. É comum agora que empresas e universidades criem “CubeSats”, ou satélites em forma de cubo que frequentemente povoam a órbita baixa da Terra.

Eles podem ser lançados em um foguete junto com uma carga útil maior ou enviados de um lançador móvel na Estação Espacial Internacional (ISS). A NASA agora está considerando enviar CubeSats a Marte ou à lua Europa (perto de Júpiter) para missões futuras, embora os CubeSats não estejam confirmados para inclusão.

O ISS é o maior satélite em órbita e levou mais de uma década para ser construído. Peça por peça, 15 nações contribuíram com infraestrutura financeira e física para o complexo orbital, que foi montado entre 1998 e 2011. Os funcionários do programa esperam que a ISS continue funcionando até pelo menos 2024.

Partes de um satélite

Cada satélite artificial utilizável – seja humano ou robótico – tem quatro partes principais: um sistema de energia (que pode ser solar ou nuclear, por exemplo), uma forma de controlar sua atitude, uma antena para transmitir e receber informações e uma carga útil para coletar informações (como uma câmera ou detector de partículas).

Como será visto a seguir, no entanto, nem todos os satélites artificiais são necessariamente viáveis. Até mesmo um parafuso ou um pouco de tinta é considerado um satélite “artificial”, mesmo que essas partes estejam faltando.

O que impede um satélite de cair na Terra ?

Um satélite é melhor entendido como um projétil, ou um objeto que tem apenas uma força agindo sobre ele – a gravidade. comer, qualquer coisa que cruze a Linha Karman a uma altitude de 100 quilômetros (62 milhas) é considerada no espaço. No entanto, um satélite precisa estar indo rápido – pelo menos 8 km (5 milhas) por segundo – para parar de cair de volta na Terra imediatamente.

Se um satélite estiver viajando rápido o suficiente, ele “cairá” perpetuamente em direção à Terra, mas a curvatura da Terra significa que o satélite cairá ao redor do nosso planeta em vez de cair de volta na superfície. Satélites que viajam mais perto da Terra correm o risco de cair porque o arrasto das moléculas atmosféricas vai desacelerar os satélites. Aqueles que orbitam mais longe da Terra têm menos moléculas para lutar.

Existem várias “zonas” de órbitas aceitas. em torno da Terra. Um é chamado de órbita baixa da Terra, que se estende de cerca de 160 a 2.000 km (cerca de 100 a 1.250 milhas). Esta é a zona onde a ISS orbita e onde o ônibus espacial costumava fazer seu trabalho. Na verdade , todas as missões humanas, exceto os voos da Apollo para a lua, ocorreram nesta zona. A maioria dos satélites também funcionam nesta zona.

A órbita geoestacionária ou geossíncrona é o melhor local para os satélites de comunicação usarem, no entanto. é uma zona acima do equador da Terra, a uma altitude de 35.786 km (22.236 mi ) Nesta altitude, a taxa de “queda” em torno da Terra é quase igual à rotação da Terra, o que permite que o satélite fique acima do mesmo ponto na Terra quase constantemente. O satélite, portanto, mantém uma conexão perpétua com uma antena fixa no solo, permitindo comunicações confiáveis. Quando os satélites geoestacionários chegam ao fim de sua vida, o protocolo determina que eles “sejam removidos do caminho para que um novo satélite tome seu lugar. Isso porque há apenas um limite de espaço, ou tantos “slots” nessa órbita, para permitir que os satélites operem sem interferência.

Embora alguns satélites sejam melhor usados ao redor do equador, outros são melhores adequado para órbitas mais polares – aquelas que circundam a Terra de pólo a pólo, de forma que suas zonas de cobertura incluam os pólos norte e sul. Exemplos de satélites em órbita polar incluem satélites meteorológicos e satélites de reconhecimento.

O que impede um satélite de colidir com outro satélite?

Estima-se que haja meio milhão de objetos artificiais na órbita da Terra hoje, variando em tamanho desde manchas de tinta até sa totalmente desenvolvido Tellites – cada um viajando a velocidades de milhares de milhas por hora. Apenas uma fração desses satélites é utilizável, o que significa que há muito “lixo espacial” flutuando por aí. Com tudo o que é lançado em órbita, a chance de uma colisão aumenta.

As agências espaciais precisam considerar as trajetórias orbitais com cuidado ao lançar algo no espaço. Agências como a Rede de Vigilância Espacial dos Estados Unidos ficam de olho nos destroços orbitais do solo e alertam a NASA e outras entidades se uma peça errante estiver em perigo de atingir algo vital. Isso significa que de vez em quando, a ISS precisa realizar manobras evasivas para sair do caminho.

No entanto, ainda ocorrem colisões. Um dos maiores culpados de detritos espaciais foram os restos de um teste anti-satélite de 2007 realizado pelos chineses, que gerou destroços que destruíram um satélite russo em 2013. Também naquele ano, os satélites Iridium 33 e Cosmos 2251 colidiram entre si, gerando uma nuvem de detritos.

A NASA, a Agência Espacial Européia e muitas outras entidades estão considerando medidas para reduzir a quantidade de detritos orbitais. Alguns sugerem derrubar satélites mortos de alguma forma, talvez usando uma rede ou rajadas de ar para tirar os detritos de sua órbita e trazê-los para mais perto da Terra. Outros estão pensando em reabastecer satélites mortos para reutilização, uma tecnologia que foi demonstrada roboticamente na ISS.

Luas ao redor de outros mundos

A maioria dos planetas em nosso sistema solar tem satélites naturais, que também chamamos de luas. Para os planetas internos: Mercúrio e Vênus não têm luas. A Terra tem uma lua relativamente grande, enquanto Marte tem duas pequenas luas do tamanho de um asteróide chamadas Fobos e Deimos. (Fobos está lentamente espiralando em Marte e provavelmente se dividirá ou cairá na superfície em alguns milhares de anos.)

Além do cinturão de asteróides, estão quatro planetas gigantes gasosos, cada um com um panteão de luas. No final de 2017, Júpiter tinha 69 luas conhecidas, Saturno tinha 53, Urano tinha 27 e Netuno tinha 13 ou 14. Novas luas são ocasionalmente descobertas – principalmente por missões (passadas ou presentes, como podemos analisar fotos antigas) ou por desempenho novas observações por telescópio.

Saturno é um exemplo especial porque está rodeado por milhares de pequenos objetos que formam um anel visível mesmo em pequenos telescópios da Terra. Cientistas observando os anéis de perto ao longo de 13 anos, durante a missão Cassini, viram as condições em que novas luas podem nascer.Os cientistas estavam particularmente interessados em hélices, que são acordes nos anéis criados por fragmentos nos anéis. Logo após o término da missão da Cassini em 2017, a NASA disse que é “possível que as hélices compartilhem elementos da formação do planeta que ocorre ao redor de estrelas jovens” em discos gasosos.

Mesmo objetos menores têm luas. tecnicamente um planeta anão. No entanto, as pessoas por trás da missão Novos Horizontes, que voou por Plutão em 2015, argumentam que sua geografia diversificada o torna mais parecido com um planeta. Uma coisa que não se discute, no entanto, é o número de luas ao redor de Plutão . Plutão tem cinco luas conhecidas, a maioria das quais foi descoberta quando a New Horizons estava em desenvolvimento ou a caminho do planeta anão.

Muitos asteróides também têm luas. Esses pequenos mundos às vezes voam perto da Terra, e as luas aparecem em observações com radar. Alguns exemplos famosos de asteróides com luas incluem 4 Vesta (que foi visitado pela missão Dawn da NASA), 243 Ida, 433 Eros e 951 Gaspra. Existem também exemplos de asteróides com anéis, como 10199 Chariklo e 2060 Chiron.

Muitos planetas e mundos em nosso sistema solar também têm “luas” feitas pelo homem, particularmente em torno de Marte – onde várias sondas orbitam o planeta fazendo observações de sua superfície e ambiente. Os planetas Mercúrio, Vênus, Marte , Júpiter e Saturno tinham satélites artificiais observando-os em algum ponto da história. Outros objetos também tinham satélites artificiais, como o Cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko (visitado pela missão Rosetta da Agência Espacial Europeia) ou Vesta e Ceres (ambos visitado pela missão Dawn da NASA.) Tecnicamente falando, durante as missões Apollo, os humanos voaram em “luas” artificiais (espaçonaves) em torno de nossa lua entre 1968 e 1972. A NASA pode até construir uma estação espacial “Deep Space Gateway” perto do lua nas próximas décadas, como a la ponto de abertura para missões humanas a Marte.

Os fãs do filme “Avatar” (2009) vão se lembrar que os humanos visitaram Pandora, a lua habitável de um gigante gasoso chamado Polifemo. Ainda não sabemos se existem luas para exoplanetas, mas suspeitamos – dado que os planetas do sistema solar têm tantas luas – que os exoplanetas também têm luas. Em 2014, os cientistas fizeram uma observação de um objeto que poderia ser interpretado como um exomoon circulando um exoplaneta, mas a observação não pode ser repetida como ocorreu quando o objeto se moveu na frente de uma estrela.