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Satélites da NASA são o primeiro experimento de navegação sem GPS ‘perdido no espaço’ do mundo
Não há GPS disponível no espaço? Um experimento de satélite pode ter uma solução para isso.
Missão Starling da NASA – composta por um enxame de quatro cubosats em órbita baixa da Terra (LEO) — está testando a navegação usando outros satélites como pontos de referência móveis. A esperança é que esta tecnologia permita a navegação em futuras missões se GPS não está disponível.
A demonstração tecnológica de três anos será estendida além de sua data de expiração anterior este ano até pelo menos 2028, NASA anunciado na segunda-feira (17 de agosto). O objetivo é tirar o máximo proveito do experimento a bordo, uma colaboração com o parceiro da indústria EraDrive chamado FALCON (abreviação de “Navegação Óptica Baseada em Catálogo Perdido Autônomo Rápido no Espaço”).
“À medida que a NASA se prepara para mais missões além da órbita da Terra, tecnologias como o FALCON podem apoiar enxames de satélites lunares, missões científicas distribuídas e exploração humana”, disseram funcionários da NASA no comunicado de segunda-feira.
Embora as aplicações da NASA sejam civis, soluções alternativas de GPS também estão sendo investigadas pelo Departamento de Defesa dos EUA (DoD), devido à preocupação de que o número limitado de satélites GPS possa ser vulnerável a adversários. No início deste ano, por exemplo, Força Espacial entidades SpaceWERX e Space Systems Command em conjunto lançou uma iniciativa visando novas ideias para capacidades de “posicionamento, navegação e cronometragem” (PNT) no espaço.
O objetivo do FALCON, entretanto, é lidar com a distância. Embora os satélites na órbita da Terra tenham amplo acesso a marcadores de navegação especialmente concebidos, como o GPS, esse acesso diminui rapidamente à medida que as missões vão mais longe. E esta não é apenas uma preocupação abstrata; NASA pretende enviar astronautas à superfície de a lua novamente já em 2028 na missão Artemis IV, como parte de um esforço maior para construir um base lunar.
A indústria e os militares também estão muito interessados na Lua e na área ao seu redor, conhecida como espaço cislunar – e na melhor forma de navegar no novo ambiente. A órbita da Lua também introduz complicações à navegação; em 2025, por exemplo, o Outer Space Institute do Canadá relatado que “concentrações em massa” ou masconsderrubam satélites em órbita e podem afetar o seu percurso, em alguns casos até induzindo colisões na superfície lunar.
Mas antes de testar na Lua, a NASA quer saber mais perto de casa. Fez parceria com a EraDrive, uma empresa de navegação espacial autônoma que se originou com um grupo da Universidade de Stanford, que forneceu software de voo e algoritmos para o FALCON. O experimento usa dados das câmeras de Starling, bem como um catálogo da espaçonave que mapeia milhares de objetos conhecidos. satélites e objetos espaciais ao seu redor.
A missão não está apenas testando a “navegação independente de GPS”, mas também demonstrando consciência situacional espacial, ou SSA – isto é, a capacidade de compreender o ambiente ao redor da espaçonave (incluindo outros satélites). Algumas outras naves espaciais, como a da SpaceX StarLink satélites de banda larga, use SSA para automaticamente evitar ameaças de detritos espaciais em LEÃO.
A equipe de Starling espera trazer ainda mais recursos para navegação e SSA. “Os resultados do FALCON podem ter implicações de longo alcance para o monitoramento do tráfego espacial em órbita, prevenção de colisão e navegação alternativa”, disse Roger Hunter, gerente do programa de pequenas espaçonaves e sistemas distribuídos da NASA, no comunicado.
A FALCON alcançou dois marcos importantes em seus primeiros três anos. Para o PNT, a sonda utilizou as suas câmaras para observar outros satélites e objetos – e para comparar as suas informações com a base de dados a bordo, que inclui cerca de 20.000 objetos de registos do DoD disponíveis publicamente. “O FALCON então usou os objetos observados e verificados como pontos de referência para determinar a órbita de Starling”, afirmou a NASA.
As observações em órbita do FALCON também ajudaram os gestores da missão a compreender melhor os caminhos de 200 objetos individuais, além das estimativas orbitais no catálogo do DoD. O trabalho de estimativa foi realizado durante apenas três dias e de forma autônoma, o que significa que os operadores terrestres não participaram.
“A capacidade de determinação da auto-órbita possibilitada pelo FALCON é a primeira vez que espaçonaves usam câmeras ópticas para navegar por sua posição relativa a outros objetos no espaço”, afirmou a NASA. “Separadamente, os experimentos de atualização de catálogo produziram melhores previsões de posição de objetos a bordo do Starling do que aquelas fornecidas por estações terrestres.”
As quatro espaçonaves de Starling operam a uma altitude de cerca de 350 milhas (565 km), que é cerca de 6 milhas (10 km) mais alta do que o planejado originalmente. Isso é porque EspaçoX informou aos gerentes de missão que o plano de missão de Starling o colocava em risco de se aproximar dos satélites Starlink já operando em uma concha orbital a 340 milhas (555 km), de acordo com Notícias do Espaço. Em comparação, o Estação Espacial Internacional normalmente orbita um pouco abaixo de Starling ou Starlink, a 250 milhas (400 km).
Tudo isso quer dizer que a missão Starling demonstra operações em condições de superlotação. Mas no futuro a NASA espera levar as lições aprendidas para a Lua e Marte para aplicações científicas – ou seja, para melhorar as medições de naves espaciais – bem como para gestão de tráfego interplanetário.
