Cada lançamento de foguete envia materiais valiosos ao céu que não podem ser recuperados, além de liberar grandes quantidades de gases de efeito estufa e produtos químicos que danificam a camada de ozônio. Um novo artigo publicado em 1º de dezembro na revista Chem Circularity da Cell Press examina como ideias familiares como reduzir, reutilizar e reciclar podem ser incorporadas na forma como satélites e espaçonaves são projetados, reparados em órbita e tratados ao final de suas vidas úteis.
“À medida que a atividade espacial acelera, desde mega-constelações de satélites até futuras missões à Lua e a Marte, devemos garantir que a exploração não repita os erros cometidos na Terra”, diz o autor sênior e engenheiro químico Jin Xuan, da Universidade de Surrey. “Um futuro espacial verdadeiramente sustentável começa com tecnologias, materiais e sistemas trabalhando juntos.”
Crescimento dos detritos e o problema dos satélites abandonados
O custo ambiental continua muito tempo após o lançamento. A maioria das espaçonaves e satélites nunca é reciclada, o que significa que grandes quantidades de material são permanentemente perdidas quando as missões terminam. Muitos satélites mais antigos são deslocados para “órbitas de cemitério”, enquanto outros se tornam detritos orbitais vagantes que podem interromper a operação de sistemas ativos.
Os autores argumentam que essa abordagem não pode continuar, especialmente com o aumento da frequência das missões espaciais privadas. Eles destacam a necessidade de uma economia espacial circular, um modelo no qual materiais e equipamentos são criados com a reutilização, reparo e reciclagem em mente. Eles também observam que indústrias como eletrônicos pessoais e fabricação de automóveis já adotaram ideias semelhantes com considerável sucesso.
“Nossa motivação era trazer a conversa sobre circularidade para o domínio espacial, onde é muito overdue”, diz Xuan. “O pensamento da economia circular está transformando materiais e fabricação na Terra, mas raramente é aplicado a satélites, foguetes ou habitats espaciais.”
Aplicando os 3 Rs a espaçonaves, satélites e estações espaciais
Segundo a equipe, a base de uma economia espacial circular reside nos 3 Rs: reduzir, reutilizar e reciclar. Reduzir o desperdício começaria com a construção de satélites e espaçonaves que durem mais e possam ser consertados mais facilmente no espaço. Eles também sugerem transformar as estações espaciais em centros multifuncionais onde as espaçonaves possam reabastecer, passar por reparos ou até ter novos componentes fabricados, o que poderia diminuir o número de lançamentos necessários.
Os autores acrescentam que trazer espaçonaves e estações espaciais de volta à Terra para reutilização exigiria melhores sistemas de recuperação, incluindo tecnologias como paraquedas e airbags. Eles observam que os equipamentos no espaço sofrem desgaste significativo devido a temperaturas extremas e radiação, então qualquer parte destinada à reutilização precisaria passar por rigorosos testes de segurança.
Recuperação de detritos orbitais e uso de tecnologia avançada para operações espaciais mais seguras
Os pesquisadores também recomendam novos esforços para coletar detritos orbitais, como o uso de braços robóticos ou redes para coletar fragmentos, para que os materiais possam ser reciclados. Isso também ajudaria a evitar colisões que criam ainda mais detritos.
Ferramentas baseadas em dados desempenharão um papel importante nessa transição, dizem os autores. Informações coletadas de espaçonaves poderiam orientar melhorias no design e ajudar a limitar o desperdício, enquanto ferramentas de simulação podem reduzir a necessidade de testes físicos caros. Eles acrescentam que sistemas de IA poderiam ajudar espaçonaves e satélites a evitar detritos perigosos em tempo real.
Transformando todo o sistema espacial por meio da inovação e cooperação global
Os autores enfatizam que uma economia espacial circular representa uma mudança significativa na forma como o setor espacial opera. Em vez de focar em peças únicas de hardware, todo o sistema precisa ser considerado de uma vez, desde os materiais utilizados até como as espaçonaves são operadas e aposentadas.
“Precisamos de inovação em todos os níveis, desde materiais que possam ser reutilizados ou reciclados em órbita e espaçonaves modulares que podem ser atualizadas em vez de descartadas, até sistemas de dados que rastreiem como o hardware envelhece no espaço”, diz Xuan.
“Mas, tão importante quanto, precisamos de colaboração internacional e estruturas políticas para incentivar a reutilização e recuperação além da Terra. A próxima fase é sobre conectar química, design e governança para transformar a sustentabilidade no modelo padrão para o espaço.”
Esta pesquisa recebeu apoio do Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas do Reino Unido, da Leverhulme Trust e do Fundo de Parceria Surrey-Adelaide.