Por que as tempestades geomagnéticas solares destroem satélites como o SpaceX Starlink

O sol está hibernando – mas está acordando, e os próximos anos podem ver mais satélites danificados ou destruídos por tempestades solares do que nunca.

A SpaceX de Elon Musk está sentindo o aperto dessa ameaça solar esta semana: a empresa espera perder quase um lançamento completo de satélites da Internet Starlink depois que uma tempestade geomagnética interrompeu a atmosfera da Terra e enviou cerca de 40 naves espaciais para uma morte precoce e ardente.

Mas essas tempestades não são incomuns, explicaram especialistas em clima espacial à CNBC, e só devem piorar nos próximos anos. O sol iniciou um novo ciclo solar de 11 anos em dezembro de 2019 e agora está chegando a um “máximo solar” que deve atingir em 2025.

“A razão pela qual [as tempestades solares] não foram um grande problema é porque, nos últimos três a quatro anos, estivemos no que chamamos de 'mínimo solar'”, disse a cientista de pesquisa da Aerospace Corp Tamitha Skov à CNBC.

Notavelmente, o mínimo solar recente coincide com um aumento maciço no número de satélites em órbita baixa da Terra. Cerca de 4,000 pequenos satélites foram lançados nos últimos quatro anos, segundo análise da Bryce Tech – com a grande maioria operando em órbitas baixas.

"Muitos desses empreendimentos comerciais... não entendem como o clima espacial pode afetar significativamente os satélites, especialmente esses pequenos satélites", disse Skov.

Uma tempestade geomagnética vem do vento solar gerado pela atividade do sol. O escudo magnético da Terra despeja a energia da tempestade solar na atmosfera superior do nosso planeta e a aquece.

“A maioria das pessoas gosta muito e nem percebem – porque o que estão curtindo é uma aurora”, disse Skov.

A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica mede tempestades geomagnéticas em uma escala de gravidade crescente de G1 a G5. Esperava-se que a tempestade que destruiu os satélites Starlink na semana passada fosse um G1, que Erika Palmerio – uma cientista de pesquisa da Predictive Science – explicou ser menor e “bastante comum”, acontecendo até 1,700 vezes no ciclo solar de 11 anos. .

“O G5 é a tempestade extrema e essas são muito, muito mais raras. Encontramos cerca de quatro deles por ciclo”, disse Palmerio.

Palmerio enfatizou que uma tempestade G5 é uma ameaça para coisas como redes elétricas ou operações de naves espaciais, mas não para pessoas.

“Não há riscos para os humanos em terra com essas tempestades”, disse Palmerio.

O efeito colateral do salto na densidade atmosférica é um maior arrasto nos satélites em órbita baixa da Terra, o que pode reduzir a órbita de uma espaçonave – ou, no caso dos satélites Starlink, fazer com que eles voltem a entrar e queimem.

O aumento da radiação de tempestades geomagnéticas também pode danificar naves espaciais, disse Palmerio, queimando instrumentos ou detectores a bordo.

Skov enfatizou que os satélites Starlink são “muito pequenos”, mas possuem grandes painéis solares para energia, essencialmente dando a cada espaçonave pára-quedas “maciços”.

“Foi uma espécie de receita para o desastre quando se tratava de drag”, disse Skov. “Alguns de nós da comunidade do clima espacial têm falado sobre os satélites Starlink caindo do céu há anos – porque sabíamos que era apenas uma questão de tempo assim que nosso sol começasse a ficar ativo novamente.”

Além disso, a atmosfera “esponjosa” da Terra significa que não há uma altitude mínima específica em órbita que seja segura, de acordo com Skov. Os satélites Starlink, recentemente destruídos, estavam a uma altitude de 210 quilômetros, recém-lançados. Isso está bem abaixo da altitude de 550 quilômetros para onde o resto dos satélites da rede são elevados, mas Skov disse que “o potencial de arrasto” ainda existe na órbita operacional do Starlink.

Skov e Palmerio enfatizaram que a destruição devido a tempestades geomagnéticas acontece com mais frequência do que se pensa, dando exemplos de eventos solares históricos.

“Em 1967, o NORAD [Comando de Defesa Aeroespacial da América do Norte] perdeu a conexão com metade de seu catálogo de satélites por causa de uma tempestade solar”, disse Skov – um evento que quase levou a uma guerra nuclear.

Tempestades em 1989 derrubaram a rede elétrica em Quebec, Canadá, interromperam as negociações na Bolsa de Valores de Toronto, causaram um mau funcionamento de um sensor no ônibus espacial Discovery em voo e são creditadas como a causa da queda do satélite Solar Maximum Mission.

“Estou apenas arranhando a superfície”, disse Skov, acrescentando que isso também afeta sistemas de GPS e telefones por satélite “o tempo todo”.

As chamadas “Tempestades do Dia das Bruxas de 2003” causaram algumas das tempestades geomagnéticas mais poderosas registradas até hoje, com Palmerio dizendo que o aumento da radiação causou a destruição de instrumentos científicos no espaço, desde a órbita da Terra até a superfície de Marte.

A principal diferença no ciclo solar atual, em comparação com o anterior, que atingiu o pico em abril de 2014, são os milhares de satélites a mais em órbita baixa da Terra.

“Este é o oeste selvagem”, disse Skov.