Startup de rastreamento espacial usa radar para monitorar milhares de satélites

No final de janeiro, dois satélites que orbitaram a Terra de forma inofensiva durante décadas quase colidiram um com o outro. Se tivessem feito isso, a velocidades de 14 quilômetros por segundo, ambos teriam sido instantaneamente destruídos.

Isto é o que as pessoas que trabalham nas indústrias espaciais chamam de “colisão catastrófica”. A catástrofe, ao que parece, não é a expiração dos dois satélites em si. A parte catastrófica refere-se ao que aconteceria a seguir. Os dois antigos satélites teriam se tornado tiros de espingarda celestiais, nuvens de pequenos detritos. Inicialmente, estes teriam seguido suas órbitas originais. Ao longo dos próximos meses, no entanto, ambos teriam se dispersado, criando uma fina camada de detritos ao redor da Terra. Qualquer pessoa que passe por esta concha em qualquer momento durante os próximos séculos, seja outro satélite ou uma nave espacial tripulada indo para a Lua ou Marte, teria enfrentado um risco maior de colisão com um dos minúsculos, potencialmente mortais, de alta velocidade fragmentos.

Felizmente, isso não aconteceu. Os dois satélites passaram um pelo outro com uma distância de apenas 12 metros entre eles, o equivalente a menos da metade de uma quadra regulamentar de basquete. Nesta ocasião, tivemos sorte.

Mas o quase acidente destaca algo importante. Nenhum de nós tem muita consciência dos acontecimentos que estão ocorrendo a cerca de 900 quilômetros acima de nossas cabeças. Apesar da (justificada) preocupação renovada sobre o impacto que a humanidade está a ter no nosso ambiente terrestre, não necessariamente reservamos o mesmo medo pelo que estamos fazendo ao nosso meio ambiente, mesmo tão perto de casa quanto a Terra Baixa Órbita. É, em certo sentido, um Velho Oeste de atividades não regulamentadas. E poucas pessoas estão prestando atenção.

Felizmente, uma startup de mapeamento espacial do Vale do Silício chamada LeoLabs é. Foram eles que soaram o alarme sobre a recente raspagem do satélite. E esperam revolucionar a forma como rastreamos satélites e outros objetos no espaço. Isso não pode acontecer em breve!

Controle de tráfego espacial

Todos os dias, cerca de 15 mil pessoas nos Estados Unidos acordam e vão trabalhar como controladores de tráfego aéreo federais, profundamente focados em uma fatia do espaço aéreo para garantir que todas as aeronaves no espaço aéreo dos EUA permaneçam devidamente separadas umas das outras no céu. Num grande aeroporto, pode haver mais de 50 controladores de plantão ao mesmo tempo. Em um centro de controle de tráfego aéreo esse número está na casa das centenas.

Quantas pessoas, em comparação, estão de olho no tráfego espacial? Provavelmente menos do que você esperaria. “Antes de nós, ninguém estava atento a colisões de satélites abandonados”, Dan Ceperley, disse o CEO da LeoLabs ao Digital Trends.

Superficialmente, o gerenciamento do tráfego espacial parece o tipo de trabalho sem comparecimento que Tony Soprano poderia organizar para um sobrinho, exigindo pouco mais do que receber um contracheque regular por um trabalho mínimo. Quero dizer, quem já ouviu falar de tráfego no espaço? Acontece que o tráfego espacial é um problema maior do que a maioria de nós imagina. Ceperley gosta de mostrar uma imagem às pessoas quando fala sobre o que ele faz da vida. À primeira vista, parece a imagem de um vírus sob um microscópio, uma esfera escura cercada por minúsculos pontos verdes. Na verdade, é uma visualização que retrata as últimas 24 horas da Órbita Baixa da Terra, completa com todos os objetos que atualmente circulam em torno do nosso planeta. “É impressionante de uma forma assustadora”, disse ele.

Neste momento, existem aproximadamente 14.000 objetos maiores que 10 centímetros na órbita baixa da Terra. Cerca de 1.400 deles são satélites em funcionamento. Os outros são uma mistura de satélites abandonados, corpos de foguetes antigos e diversos pedaços de detritos espaciais que ninguém foi capaz ou quis remover. Dez centímetros, aproximadamente dez centímetros, podem não parecer particularmente grandes. Mas na velocidade em que viajam, muitas vezes maior que a de uma bala disparada de um rifle, é fácil causar uma colisão catastrófica para qualquer coisa com a qual colida.

Acompanhando a demanda

LeoLabs oferece um serviço de monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana, para o que está acontecendo nos céus. Existem duas tecnologias principais em ação. A primeira é uma rede crescente (atualmente três, com outras três planejadas para os próximos dois anos) de radares terrestres. Baseados no Alasca, no Texas e na Nova Zelândia, esses radares de vigilância espacial vasculham os céus, identificando qualquer objeto que passe por cima na órbita terrestre baixa. Os radares phased array do LeoLabs são capazes de mudar rapidamente de um satélite para outro, com a frequência de cada milissegundo, caso assim o desejem. Num céu cada vez mais lotado, isso é uma necessidade.

Antes do surgimento do LeoLabs, as únicas pessoas que construíam radares comparáveis ​​eram gigantescas agências de defesa ou organizações espaciais. No entanto, Ceperley salienta que, à medida que mais e mais satélites são lançados em órbita, a oferta destes radares simplesmente fica aquém da procura.

“Com a quantidade de novo tráfego que chega online, construir um novo radar por década simplesmente não acompanha tudo o que está acontecendo no espaço”, disse ele. “Estamos usando um modelo diferente, avançando o mais rápido que podemos.”

A segunda tecnologia central que impulsiona o LeoLabs é o seu software. “Temos uma plataforma que analisa esses dados e envia informações em forma de alertas”, explicou. “Se você precisar saber sobre o seu satélite, podemos dizer exatamente onde ele está, onde estará na próxima semana e se enfrentará alguma situação de risco nesse período.”

Mapeando os céus

Ceperley conheceu seus dois cofundadores do LeoLabs em seu trabalho anterior na SRI International, o lendário laboratório de pesquisa de São Francisco que ajudou a criar o primeiro mouse de computador e o assistente de voz Siri. Ceperley trabalhou lá durante oito anos, realizando pesquisas financiadas pelo governo sobre como poderia fazer um melhor trabalho de rastreamento de satélites. Como parte de seu trabalho, ele ouvia regularmente empresas privadas pedindo ajuda para rastrear seus satélites.

No entanto, foi só quando ele se encontrou com os colegas engenheiros do SRI Mike Nicolls e John Buonocore que a ideia do que se tornou o LeoLabs começou a se desenvolver.

“Acontece que [eles] estavam trabalhando no corredor”, lembrou Ceperley. “Eles estavam estudando a Aurora Boreal, a aurora boreal. Eles passaram cerca de 20 anos projetando e construindo radares para fazer isso. Um dia, eles me ligaram no corredor e disseram: ‘Ouvimos dizer que você precisa de dados de satélite. Deixe-nos mostrar o que estamos reunindo.’”

A dupla entregou a Ceperley uma imagem, que parecia uma janela, manchada de gotas de chuva. Ele perguntou o que era. Nicolls e Buonocore disseram-lhe que cada uma das barras na imagem era um satélite ou pedaço de lixo espacial cruzando o campo que queriam observar. Os satélites estavam arruinando suas observações a tal ponto que passaram os últimos dois anos construindo software para reconhecê-las e apagá-las digitalmente de seus dados. Ceperley ficou surpreso.

“Seu lixo pode ser o tesouro de outra pessoa”, disse ele.

Rastreamento por satélite como serviço

LeoLabs foi oficialmente formado em 2015. Foi um sucesso instantâneo na indústria, tendo arrecadado US$ 17 milhões em investimentos até o momento. A empresa oferece seus serviços em modelo de assinatura. As pessoas podem pagar para ter acesso às suas descobertas — e ser avisadas quando houver risco de uma possível colisão. (Não, não é possível fazer um satélite virar para a esquerda ou para a direita para evitar colisões. Mas você pode variar a velocidade da mesma forma que dois carros se coordenariam para passar por um cruzamento.)

Até agora, a LeoLabs conquistou clientes nas áreas de defesa, seguros e regulamentação. Mas o seu maior novo público são os proprietários de satélites privados. Nos últimos anos, este é o grupo demográfico que explodiu em cena, com um influxo de tudo, desde pequenos startups lançando CubeSats individuais para gigantes como a SpaceX, lançando verdadeiros exércitos de satélites no céu órbita.

Junto com seu modelo de negócios de “rastreamento por satélite como serviço”, uma das maneiras pelas quais a LeoLabs está inovando é encontrar maneiras de rastrear objetos cada vez menores no espaço. Seu novo radar mais recente, o Kiwi Space Radar, com sede na Nova Zelândia, entrou em operação no final de 2019. Pela primeira vez, ele permite que o LeoLabs rastreie objetos em órbita de até dois centímetros de tamanho. Quando você amplia os parâmetros monitorando objetos até esse tamanho, o número total de objetos em órbita aumenta de 14.000 para massivos 250.000. Mesmo com dois centímetros, estes objetos anteriormente não rastreados são capazes de destruir qualquer satélite com o qual colidam.

“Assim que rastrearmos [esse tipo] de pequenas coisas, poderemos ver 20 quase acidentes por semana”, disse Ceperley.

Ainda há trabalho a ser feito. A implementação da sua rede de radares aumentará as capacidades de previsão do LeoLabs. Mas a empresa também espera aumentar a conscientização sobre a questão do tráfego espacial. Assim como os astrônomos começaram a soar o alarme sobre o grande número de satélites sendo lançados ao espaço, o LeoLabs quer educar o público – e os legisladores – sobre um campo que ainda está em sua infância quando se trata de regras e regulamentos.

“No momento não existe realmente uma boa definição do que significa segurança no espaço”, disse Ceperley. “Acho que uma grande razão para isso é que não existem muitos dados sobre qual é a situação de risco no espaço. Isso é fundamentalmente o que pretendemos resolver. Com nossa experiência em radares e software, sabíamos que poderíamos criar um grande conjunto de dados e um feed de dados mostrando a situação no espaço. Isso pode então ser usado para ajudar a definir o que é seguro – e destacar o que não é.”

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