Uma proposta de constelação de satélites está a causar grande preocupação entre os astrónomos. Ao contrário dos satélites que refletem a luz solar e provocam poluição luminosa como efeito indesejado, os da empresa norte-americana Reflect Orbital seriam concebidos para a produzir deliberadamente.
A empresa promete fornecer «luz solar a pedido», através de espelhos que a direcionam para a Terra, permitindo que centrais solares funcionem depois do pôr do Sol.
O plano começa com um satélite de teste de 18 metros, chamado Earendil-1, para cujo lançamento em 2026 a empresa apresentou um pedido de autorização. Segundo as notícias mais recentes, seguir-se-iam cerca de 4.000 satélites em órbita até 2030.
Mas qual seria a gravidade da poluição luminosa? E, talvez mais importante, conseguirão os satélites da Reflect Orbital funcionar como anunciado?
Refletir a luz solar
Tal como é possível refletir a luz do Sol com o mostrador de um relógio e criar uma mancha luminosa, os satélites da Reflect Orbital usariam espelhos para direcionar luz para uma área da Terra.
A escala, porém, seria muito diferente. Os satélites da empresa orbitariam a cerca de 625 km do solo e acabariam por ter espelhos com 54 metros de largura.
Ao refletir a luz de um relógio para uma parede próxima, a mancha pode ser muito brilhante. Se a parede estiver distante, a mancha aumenta de tamanho e perde intensidade.
Isto acontece porque o Sol não é um ponto luminoso: ocupa um ângulo de meio grau no céu. Assim, a grandes distâncias, um feixe de luz solar refletido por um espelho plano dispersa-se num ângulo de meio grau.
O que significa isto na prática? Imaginemos um satélite a refletir luz solar ao longo de cerca de 800 km. Embora esteja a 625 km de altitude, nem sempre estará diretamente por cima do local a iluminar, pelo que enviará a luz em ângulo. A área iluminada no solo teria, pelo menos, 7 km de largura.
Devido à distância e ao ângulo de meio grau ocupado pelo Sol no céu, nem um espelho curvo ou uma lente conseguiriam concentrar a luz solar numa mancha mais pequena.
E essa luz refletida seria intensa ou ténue? No caso de um único satélite de 54 metros, seria 15.000 vezes menos intensa do que o Sol ao meio-dia, mas ainda assim muito mais brilhante do que a Lua cheia.
O teste com um balão
No ano passado, Ben Nowack, fundador da Reflect Orbital, publicou um pequeno vídeo a resumir um teste com a «última coisa a construir antes de avançar para o espaço»: um refletor transportado por um balão de ar quente.
No ensaio, um espelho plano e quadrado, com cerca de 2,5 metros de largura, dirige um feixe de luz para painéis solares e sensores. Numa das medições, a equipa registou 516 watts de luz por metro quadrado, estando o balão a 242 metros de distância.
Para comparação, o Sol ao meio-dia produz aproximadamente 1.000 watts por metro quadrado. Os 516 watts por metro quadrado correspondem, portanto, a cerca de metade desse valor, o suficiente para terem utilidade.
Mas imaginemos o teste do balão à escala do espaço. Como referido, se os satélites estivessem a 800 km da área a iluminar, o refletor teria de medir 6,5 km por 6,5 km, ou seja, 42 quilómetros quadrados. Construir um refletor tão grande não é prático, pelo que o teste com o balão tem limitações.
O que planeia fazer a Reflect Orbital?
O plano da Reflect Orbital consiste em «satélites simples na constelação certa a iluminar centrais solares existentes». O objetivo da empresa é atingir apenas 200 watts por metro quadrado, ou 20% da intensidade do Sol ao meio-dia.
Conseguirão satélites mais pequenos atingir esse valor? Se um único satélite de 54 metros produzir luz 15.000 vezes menos intensa do que o Sol ao meio-dia, seriam necessários 3.000 para chegar aos 20%. São muitos satélites para iluminar uma única região.
Há outro problema: a 625 km de altitude, os satélites deslocam-se a 7,5 quilómetros por segundo. Assim, cada satélite permanecerá a menos de 1.000 km de um determinado local durante, no máximo, 3,5 minutos.
Isto significa que 3.000 satélites dariam apenas alguns minutos de iluminação. Para fornecer sequer uma hora, seriam precisos muitos milhares adicionais.
Ambição não falta à Reflect Orbital. Numa entrevista, Nowack sugeriu colocar 250.000 satélites em órbitas a 600 km de altitude. Esse número supera o total de satélites e grandes fragmentos de lixo espacial atualmente catalogados.
Ainda assim, de acordo com os cálculos apresentados, essa enorme constelação forneceria apenas 20% da intensidade do Sol ao meio-dia a, no máximo, 80 locais em simultâneo. Na prática, o tempo nublado reduziria ainda mais o número de locais iluminados.
Além disso, devido à sua altitude, os satélites só poderiam iluminar a maioria dos locais perto do anoitecer e do amanhecer, quando os espelhos em órbita terrestre baixa estariam expostos à luz solar.
Ciente dessa limitação, a Reflect Orbital planeia que a constelação rodeie a Terra sobre a linha que separa o dia da noite, em órbitas heliossíncronas, para permanecer continuamente iluminada pelo Sol.
Luzes intensas
Serão, então, os satélites com espelhos uma forma prática de produzir energia solar a preços acessíveis durante a noite? Provavelmente não. Poderão causar uma poluição luminosa devastadora? Sem dúvida.
Ao início da noite, não é preciso esperar muito para avistar satélites e lixo espacial, apesar de não terem sido concebidos para brilhar deliberadamente. Com o plano da Reflect Orbital, mesmo que apenas o satélite de teste funcione como previsto, haverá ocasiões em que parecerá muito mais brilhante do que a Lua cheia.
Uma constelação destes espelhos seria devastadora para a astronomia e perigosa para os astrónomos. Para quem observar através de um telescópio, a superfície de cada espelho poderá ser quase tão brilhante como a do Sol, criando um risco de lesões oculares permanentes.
A poluição luminosa dificultará a observação do cosmos por todos e sabe-se também que afeta os ritmos diários dos animais.
Embora a Reflect Orbital pretenda iluminar locais específicos, os feixes dos satélites também percorreriam a Terra durante a deslocação entre esses locais. O céu noturno poderia ficar iluminado por clarões mais brilhantes do que a Lua.
A empresa não respondeu ao The Conversation sobre estas preocupações dentro do prazo. Contudo, disse esta semana à Bloomberg que planeia redirecionar a luz solar de formas «breves, previsíveis e direcionadas», evitando observatórios e partilhando a localização dos satélites para que os cientistas possam planear o seu trabalho.
As consequências seriam graves
Resta saber se o projeto da Reflect Orbital chegará a avançar. A empresa poderá lançar um satélite de teste, mas daí até colocar 250.000 espelhos enormes a circular constantemente em torno da Terra, para manter algumas centrais solares em funcionamento durante mais algumas horas por dia, há um longo caminho.
Ainda assim, é um projeto a acompanhar. O seu sucesso teria consequências graves para os astrónomos e para todas as outras pessoas que apreciam um céu noturno escuro.
Michael J. I. Brown, professor associado de Astronomia na Universidade Monash, e Matthew Kenworthy, professor associado de Astronomia na Universidade de Leiden
Este artigo é republicado do The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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