OS CICLOS SOLARES E OS SATÉLITES
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É do conhecimento geral que, quando aquecemos um gás, este se
dilata. No nosso dia-a-dia apenas podemos fazer a experiência contendo
o gás dentro de um recipiente como, por exemplo, um balão.

A atmosfera terrestre funciona como um balão cheio de ar ao qual,
por artes mágicas, retirámos o balão, mantendo o ar no seu
lugar. Claro que, neste caso, o que mantém o ar junto da Terra é a
força gravítica, a mesma força que nos impede de andarmos por aí a
voar sem asas.

Ora acontece que, a cada 11 anos, o Sol atinge o máximo da sua
actividade. Na prática, apercebemo-nos deste ciclo através da
observação indirecta do número de manchas solares.

O aumento da actividade solar significa que há um aumento da
actividade magnética do Sol, com uma maior produção de raios
ultravioleta de alta energia, dez vezes mais energéticos que os UV-A e
UV-B que habitualmente nos provocam os aborrecidos escaldões de praia
e são responsáveis pela maioria dos cancros de pele.

Estes raios ultravioleta de alta energia provocam um aquecimento
das camadas da atmosfera terrestre, fazendo com que ela se dilate e
atinja altitudes maiores. Este aquecimento é consequência da absorção
destes raios ultravioleta muito energéticos pelos átomos de azoto e
oxigénio presentes na alta atmosfera. Estes átomos funcionam, assim,
como um escudo protector da vida na Terra em relação a esta radiação,
tal como as moléculas de ozono nos protegem dos UV-A e UV-B.

Ao dilatar-se, e porque a quantidade de ar é constante, terá de
haver alguma transferência de ar das baixas altitudes para as altas
altitudes.

Para nós, este efeito é perfeitamente imperceptível, mas para
corpos que se desloquem em zonas da atmosfera habitualmente muito
rarefeitas, como certos satélites, isto vai provocar um aumento da
densidade do ar na altitude a que eles se encontram. Um aumento da
densidade significa um aumento da fricção que o satelite sofre ao
deslocar-se pelo espaço.

Claro que isto não afecta todos os satélites. Os satélites de
órbita geo-estacionária não são afectados por estas variações porque
as suas órbitas se efectuam a altitudes extremamente elevadas,
tipicamente 36000 quilómetros acima da superfície da Terra. O mesmo já
não se pode dizer no caso dos satélites de órbitas mais baixas, tais
como os satélites de comunicações, que orbitam habitualmente entre os
200 e os 600 quilómetros de altitude. Nestas altitudes, a densidade
da atmosfera é de apenas um milionésimo daquela que existe à
superfície da Terra. Portanto, uma dilatação da atmosfera e
consequente transferência de ar proveniente das camadas inferiores,
faz com que as variações de densidade sejam deveras importantes nestas
altitudes.

Para percebermos até que ponto este efeito é significativo, basta
dizer que na termosfera - assim se chama esta camada da atmosfera
terrestre particularmente sensível aos efeitos do ciclo solar -, a
temperatura varia entre os 700 graus Celsius, quando se dá o mínimo da
actividade solar, e os 1500 graus Celsius, quando se atinge o máximo
dessa actividade. E a densidade da termosfera chega a aumentar de um
factor 50 durante um máximo solar.

Este efeito tem consequências para a "vida" dos satélites: faz com
que, devido ao aumento da fricção, a velocidade orbital de avanço do
satélite diminua. Quando esta componente da velocidade diminui, as
órbitas dos satélites tornam-se mais baixas e instáveis. Isto porque a
aproximação à superfície terrestre faz com que o satélite fique cada
vez mais sujeito à fricção, já que penetra em zonas mais densas da
atmosfera terrestre. Como consequência, diminui ainda mais a sua
velocidade e, por isso, a sua altitude. A este efeito dá-se o nome de
decaimento orbital. Se não for corrigido, este decaimento fará com
que, inevitavelmente, o satélite venha a cair. Para evitar isto,
alguns satélites possuem jactos que compensam as perdas de altitude,
repondo o satélite na sua órbita ideal.

Muito recentemente, a NASA efectuou um decaimento orbital, de
forma artificial, com o seu observatório de raios gama Compton (ver
astronova do dia 1 de Junho). Em 1979, a vítima deste processo foi o
laboratório espacial Skylab que, após cinco anos de decaimentos
orbitais, acabou por colidir com a Terra.

Outros satélites há que não podem corrigir as perdas de altitude
sozinhos. É o caso do telescópio espacial Hubble. Torna-se então
necessário recolocá-los "manualmente" na sua órbita ideal. Este
processo foi já levado a cabo com êxito pela tripulação do vaivém
espacial, que repôs o telescópio Hubble na órbita mais favorável
durante uma missão de manutenção daquele satélite. Futuramente, este
também terá de ser o processo a utilizar para recolocar a estação
espacial internacional na sua órbita ideal, pelo menos até esta ser
equipada com um sistema de propulsão próprio e autónomo.

Mas não são só os satélites que sofrem os efeitos do aquecimento
da atmosfera e consequente decaimento orbital. Também o "lixo
espacial" - expressão adoptada para denominar os milhares de peças e
pedaços de peças que circulam na atmosfera, resultantes dos diversos
lançamentos de foguetões - é "vítima" destas alterações da densidade
da atmosfera. Recordemos que, em Abril deste ano, estavam recenseados
6133 objectos não utilizáveis em órbita: muitos mais do que o número
total de satélites em utilização!

Este efeito tem um lado positivo: à medida que vão decaindo, estes
objectos vão sendo consumidos pelo aquecimento provocado pela fricção
com a atmosfera mais densa das camadas mais baixas. Por outro lado, o
controlo das suas posições também se torna mais difícil, o que
representa um perigo acrescido para os satélites em utilização e, em
especial, para o vaivém espacial que ocasionalmente já teve de
corrigir a sua trajectória de maneira a evitar alguns destes detritos.


Para ver as imagens e gráficos ilustrativos que acompanham a notícia
original, consultar a página:
http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast30may_1m.htm?list