Imagem principal: Cubesats sendo liberados da Estação Espacial Internacional. Crédito: ESA / NASA-A. Gerst

Os smartphones não mudaram apenas o mundo, eles também estão mudando de espaço. Nas últimas décadas, observamos os fabricantes competirem furiosamente para projetar componentes mais rápidos, mais finos e de melhor qualidade para uso nos telefones mais recentes. Mas acontece que o boom de peças móveis também é útil para os negócios de satélites.

Desde que foram propostas pela primeira vez em 1999, uma comunidade cresceu em torno da ideia de construir satélites que são significativamente menores e mais baratos de serem lançados, construídos em parte a partir de componentes recém-comoditizados. A idéia é que esses 'cubesats' podem ser enviados para o espaço, potencialmente dúzias de cada vez, pegando carona em outras missões espaciais como uma carga útil secundária..

Em 12 de junho de 2013, um foguete Atlas decolou da Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, carregando vários satélites. O maior deles era um satélite de comunicações militares de sete toneladas - e o menor era um par de cubos pesados ​​que pesavam menos de 2 kg cada, chamado AeroCube 5a e 5b..

Uma 'câmera-telefone no espaço'

Lançada pela Aerospace Corporation, a principal missão da AeroCubes era testar uma nova tecnologia de comunicações, mas após seu lançamento, Dee W Pack, da The Aerospace Corporation, encontrou outro uso. Ele usou suas câmeras a bordo para provar que os cubesats podem ser tão capazes de tirar fotos da Terra quanto satélites de tamanho normal..

“O pensamento passou pela minha cabeça de que as minúsculas câmeras que tínhamos em alguns dos nossos AeroCubes - nossos cubos aeroespaciais - podiam ser usados ​​à noite,” Pack diz. Tendo sido inspirado pela incrível fotografia noturna de um colega da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, e pensando na impressionante fotografia que o astronauta Donald Pettit havia conseguido da Estação Espacial Internacional, ele queria ver como os cubos são medidos.

A imagem à esquerda foi tirada por um astronauta a bordo da Estação Espacial Internacional; os dois à direita foram tirados pelos cubesats do AeroCube

Em um nível técnico, as câmeras on-board provavelmente não são tão altas quanto a câmera do seu telefone: “Eles são câmeras megapixel, mas não estão à altura dos padrões de hoje porque foram construídos há alguns anos e estão equipados com lentes muito baratas”, Pack explica. “O truque está no apontar do satélite para que você possa expor a pequena câmera por aproximadamente 0,2 ou 0,3 segundos e obter uma exposição um pouco mais longa, para que sua imagem não seja riscada.”.

Mas essa capacidade limitada não significa que as câmeras cubas não podem ser úteis, mesmo em comparação com a fotografia das VIIRS, que são muito mais caras, uma câmera infravermelha de tamanho real a bordo de um satélite de tamanho normal. De fato, para certas aplicações a câmera no AeroCubes é ainda melhor: não só é colorida, mas os satélites estão em uma órbita mais baixa, eles podem capturar imagens do solo com uma resolução de cerca de 100m para cada pixel, 740m de VIIRS. Isso significa que você pode ver ruas individuais - o que é exatamente o que você precisa se quiser monitorar, digamos, o crescimento urbano ou a poluição luminosa.

Imagens atualizadas

Um outro aplicativo intrigante que está sendo trabalhado atualmente é 'ocultação de GPS'. A idéia é que um cubesat poderia ser usado para receber sinais de GPS que viajaram pela atmosfera da Terra, e medir como os sinais foram refratados poderia permitir aos cientistas fazer previsões do tempo ainda mais precisas..

Talvez o benefício mais claro de usar cubesats, no entanto, seja algo que os satélites normais não podem replicar de forma barata: "taxa de atualização". Os satélites geoestacionários, que mantêm uma posição fixa em relação à Terra, só podem orbitar acima do equador, o que não é útil para fotografias aéreas ou outros tipos de observações. Os satélites que fotografam a Terra têm que estar em órbitas menos regulares, o que significa que nem sempre estarão acima dos mesmos lugares - daí porque o Google Maps apenas atualiza as suas imagens de tempos em tempos. Mas isso é apenas um problema se você tiver apenas uma câmera grande e cara.

Seu tamanho pequeno significa que dezenas de cubos podem ser lançados em uma única missão espacial. Crédito: NASA

(Imagem: © Nasa)

Como cubos cubos são mais baratos e fáceis de fazer, eles são mais fáceis de lançar em massa - então você poderia ter muitos satélites com muitas câmeras, tirar mais fotos e zumbir sobre nossas cabeças mais regularmente.

“Se você puder colocar um grande número de sensores em órbita, você começará a obter […] atualizações quase em tempo real do que está acontecendo em qualquer ponto do planeta, e isso tem aplicações muito interessantes da Ciência da Terra em termos de ser capaz de monitorar mudanças [como] as conseqüências de eventos climáticos severos,” diz Chris Baker, que dirige o programa de Tecnologia de Pequenas Nave Espacial da NASA. Ele também aponta para um futuro intrigante em que o CubeSats poderia se tornar, efetivamente, um sistema de alerta antecipado..

“Requer algum grau de autonomia, mas se a sonda puder detectar o início do incêndio florestal, pode avisar os recursos no solo, ou potencialmente alertar um [satélite] maior em órbita [dizendo]: 'Há algo interessante aqui , gire sua câmera nesta direção e tire uma foto de alta resolução para que possamos dizer o que está acontecendo.”

Menos custo, menos risco

O que é mais emocionante, no entanto, é a consequência de segunda ordem dos lançamentos mais baratos: inovação mais rápida.

“A indústria espacial tem sido até recentemente extremamente avessa ao risco,” diz Rafael Jorda-Siquier, CEO da Open Cosmos, uma startup espacial sediada em Oxford, que tem como objetivo fornecer lançamentos espaciais por £ 500.000 (cerca de US $ 650.000 ou US $ 900.000). Ele diz que tradicionalmente, a tecnologia espacial tem estado presa no que ele chama de “círculo vicioso”.

“Quanto mais cara for a tecnologia, mais você deseja testar no chão para garantir que ela funcione,“ ele diz. “Você acaba com um satélite enorme, muito caro, todo projetado e, em muitos casos, usando tecnologia antiga. No espaço isso geralmente significa que eles voam tecnologias obsoletas e eles voam microchips dos anos 80..“

O Cubesats, no entanto, pode causar um curto-circuito nesse ciclo e permitir que a tecnologia espacial seja atualizada mais rapidamente, pois eles são mais baratos de construir e há menos dinheiro em risco se eles não funcionarem ou derem errado.

Uma imagem do conceito da cápsula de Orion da NASA. Tecnologia testada em cubos pode eventualmente ser usada para ajudar os astronautas a Marte

“O fato de algumas dessas espaçonaves serem deorbitadas rapidamente é visto por alguns na indústria como um ativo, porque eles já têm a próxima geração esperando pelo lançamento.,” observa o Chris Baker da NASA. E a melhor parte? Tecnologia dominada em cubos pode eventualmente nos ajudar a levar a Marte.

“A escala do que é possível em um pequeno satélite não está muito longe da escala necessária em um veículo tripulado,” diz Baker, que está pensando na nova cápsula espacial Orion da NASA para seres humanos, que está atualmente em desenvolvimento.

“Enquanto isso é uma grande nave espacial, a maior parte do espaço é dedicada aos humanos. Um sistema de comunicações que fica em um cubo, por exemplo, certamente se sentaria nos veículos da tripulação Orion. Portanto, há o potencial para as tecnologias que estão sendo testadas em pequenas naves espaciais para oferecer oportunidades precoces e mais frequentes para testar os recursos de aprimoramento de missão para exploração humana..”

Então talvez quando os humanos finalmente se aproximarem de Marte, eles poderiam estar a caminho graças a um pequeno empurrão de alguns satélites bem diminutos.

James O'Malley tweets como @Psythor.

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