Aterrorize-se com a visualização do LeoLabs de satélites e detritos espaciais ao redor da Terra


Fundada em 2016, a LeoLabs com sede em Menlo Park, Califórnia, é uma empresa alucinante. Eles construíram, e continuam a expandir, uma rede de radares em fase baseados em terra em todo o mundo para rastrear os milhares de satélites operacionais, satélites extintos, corpos de foguetes gastos e pedaços de destroços em órbita ao redor da Terra. Não apenas sua tecnologia de radar é inovadora, mas eles construíram uma visualização digital espetacular, se não um pouco assustadora, do tráfego no espaço que é livre para o público explorar.

A visualização, vista aqui, é realmente incrível. A empresa, cujos membros fundadores incluem o astronauta Edward Lu, começou da maneira mais notável. Resultado de pesquisas de alto nível no SRI, o trabalho inicial dos fundadores nem mesmo estava focado em satélites e detritos espaciais.

Uma captura de tela do LeoLabs Low Earth Orbit Visualization. Crédito: LeoLabs

O vice-presidente de Estratégia e Desenvolvimento de Negócios Alan DeClerck relembra: “A ciência original girava em torno da pesquisa ionosférica”. O conjunto de radar inicial, construído no Alasca, foi criado para estudar o comportamento de partículas carregadas do vento solar à medida que interagem com o campo magnético da Terra. Essa interação pode causar problemas com satélites, equipamentos elétricos terrestres e é a origem da bela aurora boreal.

A aurora boreal ou aurora boreal vista acima da Base Aérea de Eielson, Alasca. Este belo fenômeno ocorre na ionosfera, e entender essa região foi o foco principal da pesquisa que acabou gerando LeoLabs. Crédito: Foto da Força Aérea dos Estados Unidos, feita pelo aviador Joshua Strang

DeClerck continuou a descrever como um gráfico desses dados iniciais do cofundador e atual diretor técnico Michael Nicolls gerou o conceito de LeoLabs. Referindo-se à separação dos dados criados por satélites e detritos espaciais de seus dados da ionosfera, Nicolls certa vez apontou um subproduto significativo de sua pesquisa, dizendo: “… estes [dados ionosféricos] eram os dados de pesquisa relevantes, e ISTO [satélites e detritos espaciais] era todo o ruído não relevante para minha ciência, então fiquei muito bom em identificá-lo e removê-lo. Mas no final, foram os dados de satélite e detritos que forneceram a oportunidade comercial.

Assim que o incrível potencial dos dados de radar foi realizado, a empresa trabalhou para expandir a rede de radar e produzir uma plataforma de dados LEO com uma bela maneira de interagir visualmente com ela. Como DeClerck coloca, “Nos primeiros dias, quando apresentamos esta visão, começamos a ouvir a frase que você está criando os mapas do google da órbita baixa da Terra!”

A instalação do Alasca logo se juntou em 2017 por uma segunda matriz com base em Midland, Texas. Essas duas primeiras instalações usam radar UHF ou ultra-alta frequência. Essas instalações podem detectar detritos espaciais em uma faixa de tamanho de cerca de 10 centímetros. Imagine ser capaz de localizar uma toranja, viajando a 28.000 km / h, de centenas de quilômetros de distância, e medir sua velocidade com precisão suficiente para mapear seu caminho futuro por dezenas de milhares de quilômetros!

A instalação do Kiwi Space Radar na Nova Zelândia. Crédito: LeoLabs

A terceira instalação de radar do LeoLabs melhorou significativamente o jogo em relação às duas primeiras instalações. Localizada na Nova Zelândia e conhecida como Kiwi Space Radar, esta instalação usa radar de banda S (frequência ainda mais alta do que UHF). Ele tem uma resolução capaz de rastrear objetos até dois centímetros, aproximadamente o diâmetro de um centavo americano! O Kiwi Space Radar é a primeira instalação desse tipo construída no hemisfério sul. Embora a melhoria da resolução alcançada com a atualização para a banda S possa parecer que o LeoLabs está apenas se exibindo, é nesse regime de tamanho que um melhor rastreamento é mais necessário. De acordo com DeClerck, cerca de 95% dos riscos de colisão são de objetos menores que 10 cm. As próximas três instalações de radar, que devem ser concluídas até 2022, serão todas em banda S.

Toda essa espetacular tecnologia de radar, software brilhante e visualizações são necessários porque a área lotada do espaço chamada órbita terrestre baixa (este é o LEO em LeoLabs) pode ser um lugar perigoso. O cenário de pesadelo em que as colisões orbitais causam uma cascata de mais detritos levando a uma reação em cadeia descontrolada de colisões (conhecida como Efeito Kessler) não está além do reino da possibilidade. A preservação da LEO como um espaço seguro (trocadilho intencional) é crítica. Como DeClerck diz, “… é claro, a órbita baixa da Terra é a área de preparação para tudo o mais que você possa querer fazer no espaço sideral, sem mencionar a crescente dependência que a economia global tem da LEO para serviços essenciais, incluindo telecomunicações e observação da Terra.”

DeClerck trata da preservação do LEO, declarando: “Existem basicamente três coisas que você pode fazer para resolver o problema da sustentabilidade e segurança do voo que deriva de todos esses detritos”.

Quais são essas três coisas?

1. Evite criar mais detritos espaciais;

2. Monitore objetos no espaço (e evite-os, se possível);

3. Limpe o LEO.

O primeiro passo é responsabilidade das empresas de lançamento espacial e operadores de satélites tomar as medidas apropriadas para conseguir isso, e avanços consideráveis de engenharia apoiam isso hoje. As etapas dois e três são muito mais viáveis com o trabalho do LeoLabs.

Versões de nível comercial dos produtos LeoLabs estão disponíveis para agências espaciais e empresas privadas por meio de assinaturas. Os atores no ambiente espacial podem tirar vantagem do LeoLabs para monitorar satélites e detritos espaciais para evitar colisões ativamente. DeClerck também menciona algumas empresas ambiciosas e inovadoras, como Astroscale, cuja missão é limpar detritos espaciais que poderiam alavancar a alta resolução espacial e temporal dos dados e software LeoLabs.

Uma potencial colisão visualizada pelo LeoLabs. A abordagem mais próxima para os dois objetos ocorrerá em 16 de novembro de 2020. A velocidade relativa entre os dois é extraordinários 12,7 km / s, mas felizmente a probabilidade de colisão é de cerca de um décimo de um por cento. Crédito: LeoLabs

Colisões e quase acidentes (felizmente MUITO mais comuns) são previstos pelo LeoLabs e podem até ser visualizados pelo público aqui. O software dá estimativas da probabilidade de uma colisão e até estima a velocidade relativa dos dois objetos, dando uma ideia da energia envolvida nessas colisões. As colisões de “baixa velocidade” acontecem em torno de um quilômetro por segundo, enquanto as colisões frontais de alta velocidade podem ocorrer bem acima de 12 kps.

Existem poucos lugares online tão atraentes para os fãs de tecnologia e ciência espacial quanto o LeoLabs. As visualizações são impressionantes e cheias de buracos de coelho para passar horas explorando (você pode especificar constelações de satélites ou até mesmo objetos individuais para rastrear; é hipnotizante). Eles também estão prestando um serviço essencial a todas as agências e empresas espaciais que usam ou pretendem usar o espaço sideral e, por extensão, um serviço vital para todos nós em casa na Terra. Há algo imensamente satisfatório em uma empresa cujo início improvável começou com pesquisas sobre o comportamento da ionosfera, encontrando uma oportunidade de reunir dados de satélite e detritos espaciais e, em seguida, combinando isso com uma espetacular engenharia de software para produzir um produto tão elegante e eficaz.


Publicado em 14/11/2020 17h26

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