Em 1957, a União Soviética lançou ao espaço o Sputnik 1, o primeiro satélite a orbitar a Terra. O feito marcou o início da corrida espacial e abriu caminho para uma série de avanços tecnológicos que possibilitaram a viagem do primeiro homem à Lua em 1969 e, mais recentemente, os atuais planos de missões tripuladas a Marte e de mineração no Cinturão de Asteroides.
Segundo levantamento da Agência Espacial Europeia, ao longo dessas quase sete décadas de atividades espaciais, ocorreram mais de 6.000 lançamentos de sondas, satélites e foguetes. Uma das consequências menos favoráveis desse progresso, entretanto, são os resíduos gerados em escala descomunal: fragmentos de metal, tinta, vidro, plástico e outros materiais, com dimensões entre 1 cm e 10 cm, formam um anel de lixo espacial com cerca de 500 mil detritos. Quando se conta os fragmentos de lixo espacial com menos de 1 mm, o número total salta para mais de 100 milhões.
Entre os efeitos mais conhecidos do lixo espacial estão os episódios de reentrada desse material na Terra. Embora muitos objetos se desintegrem na atmosfera ou caiam no oceano, alguns acabam impactando o solo. Esse foi o destino do pedaço de foguete da SpaceX que, em 2022, caiu a 100 metros de uma casa em São Mateus do Sul, Paraná.
Há problemas também no espaço. As órbitas desses detritos nem sempre são estáveis, e a influência gravitacional da Terra pode resultar em alterações em seus percursos, colocando-os em rota de colisão com outros fragmentos de lixo espacial ou, até mesmo, com alguma missão em curso.
Um dos fenômenos que podem alterar a órbita de veículos e detritos espaciais é conhecido como ressonância orbital. Com apoio da Fapesp, um grupo de pesquisadores da Unesp, liderado pelo matemático Jorge Kennety Silva Formiga, do Instituto de Ciência e Tecnologia do câmpus de São José dos Campos, desenvolveu um modelo matemático capaz de identificar quais objetos em órbitas próximas à Terra são mais sensíveis a esse tipo de perturbação e que, por isso, representam risco maior para missões espaciais e para o agravamento do problema do lixo orbital espacial.
“A principal motivação do trabalho foi conseguir identificar a variação que o efeito de ressonância tem sobre essas órbitas”, conta Formiga.
Em um artigo publicado na revista científica Journal of Space Safety Engineering, o grupo de pesquisadores identificou quais são algumas das regiões de maior atenção e revelou que mesmo uma alteração de 50 m na órbita já é suficiente para aumentar o risco de impacto. Segundo o pesquisador, quando detritos espaciais orbitam muito próximos uns dos outros, qualquer alteração em suas rotas pode levar a colisões entre eles, dando origem a cada vez mais detritos. Esse “efeito dominó” é conhecido como síndrome Kessler.
Nomeado em homenagem ao consultor da NASA Donald J. Kessler, o conceito descreve um cenário em que a quantidade de detritos na órbita terrestre cresce a ponto de desencadear colisões em cadeia. Cada impacto gera novos fragmentos que, por sua vez, aumentam a probabilidade de novas colisões, instaurando um ciclo potencialmente descontrolado de produção de lixo espacial.
No pior dos cenários, a síndrome de Kessler prevê um acúmulo tão grande de detritos que, caso nenhuma medida seja adotada, futuras missões de exploração ou o lançamento de novos satélites poderão se tornar praticamente inviáveis.
Com essa preocupação em mente, agências espaciais passaram a documentar as características e a órbita de fragmentos de lixo espacial acima de 10 cm. Também procuram identificar os tipos de detritos e as regiões mais suscetíveis aos efeitos de ressonância. A partir desse conjunto de informações, os planejadores dos lançamentos de satélites podem determinar quais são as áreas que precisam de monitoramento mais atento ou devem ser evitadas ao traçar as rotas para novas missões.