Ascensão dos robôs de reparação orbital: como a Europa planeia salvar satélites no espaço

Atualmente, os operadores de satélites têm muito poucas opções quando o seu equipamento espacial fica sem combustível, os painéis solares são danificados ou os códigos de avaria impedem o seu funcionamento.

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Alguns problemas de software podem ser corrigidos a partir do solo, e os engenheiros podem encontrar soluções alternativas para certos problemas de hardware, mas, geralmente, quando um satélite precisa de manutenção, não há nenhum serviço de reparação espacial que possa ser contactado.

Como resultado, muitos satélites antigos acabam por ficar estacionados nas chamadas órbitas de cemitério ou, no pior dos casos, andam à deriva e giram fora de controlo, constituindo um risco para outros equipamentos espaciais e aumentando a quantidade de lixo espacial.

Com o número de naves espaciais a aumentar rapidamente, os engenheiros europeus estão agora a trabalhar em mecânica robótica para manter os satélites mais antigos a voar durante mais tempo, ou para empurrar os satélites defuntos para fora de trajectórias orbitais importantes.

"É como um camião de avarias numa estrada", diz Stéphanie Behar-Lafenêtre, gestora de projeto na Thales Alenia Space para a missão European Robotic Orbital Support Services (EROSS), financiada pela União Europeia.

O seu objetivo é lançar um pequeno satélite de fabrico europeu com um braço robótico numa missão de prova de conceito em 2028.

O que é que a EROSS vai conseguir?

Durante a missão, o EROSS irá encontrar-se com o seu satélite alvo, efetuar uma inspeção de voo e, em seguida, demonstrar a sua capacidade de capturar e reabastecer a nave espacial. A Thales Alenia Space está também a trabalhar em conectores universais do tipo USB que permitirão ao robô montar mais facilmente os componentes no espaço.

No início da década de 2030, a ideia é que os camiões de desmantelamento espacial do tipo EROSS sejam utilizados por clientes pagantes.

"A ideia é pedir um serviço de reboque para outro local ou para reparar algo, ou para reabastecer. A ideia é prestar serviços a componentes espaciais que normalmente não se destinam a isso", disse à Euronews Next.

O último ponto é extremamente importante. A maior parte dos satélites que atualmente orbitam a Terra nunca foram concebidos para serem reparados. Foram construídos com a expetativa de que, uma vez lançados, funcionariam de forma independente até ficarem sem combustível ou sofrerem uma falha crítica.

Mas hoje em dia, com cerca de 15.000 satélites operacionais em órbita e vários milhares de máquinas extintas ainda no espaço, é evidente que a manutenção em órbita está pronta a ser desenvolvida, incluindo sistemas de engenharia capazes de apanhar e reparar naves espaciais "não cooperantes".

Jean-Luc Maria, diretor executivo e cofundador da ExoTrail, considera que o desenvolvimento é uma mudança natural entre os dias em que os satélites eram instrumentos de exploração e descoberta e os dias de hoje, em que os satélites são infra-estruturas essenciais para a vida na Terra.

"Quando se atinge uma massa crítica desta infraestrutura, começam a surgir novas necessidades que favorecem a gestão da mesma", afirmou o engenheiro francês ao Euronews Next. É simples: tal como as auto-estradas e as torres de telecomunicações precisam de equipas de reparação, o mesmo acontece com os satélites.

Como é que se agarra um satélite que não coopera?

Os desafios técnicos da manutenção da maioria dos satélites em órbita são imensos. Para começar, "temos de tentar identificar e agarrar algo que não tem absolutamente nada para ser agarrado", disse Behar-Lafenêtre. Para a missão EROSS, a nave espacial robô terá como objetivo o anel metálico que originalmente ligava o satélite ao seu foguetão para o lançamento.

Embora não seja universal nem normalizado, este anel está presente em cerca de três quartos das naves espaciais e foi sempre concebido para ser resistente.

"Quando o agarramos, podemos rebocá-lo", disse Behar-Lafenêtre.

"Assim, podemos assumir o controlo da atitude e da órbita, mas também podemos deslocá-la de um lugar para outro na órbita. Podemos assumir qualquer função que a nave espacial não seja capaz de fazer por si só", acrescentou.

Algumas constelações planearam uma manutenção futura, como os satélites Eutelsat One Web, que foram lançados com uma placa magnética lateral.

"É um exemplo muito bom", disse Maria. "Sabemos que, potencialmente, seríamos capazes de conceber uma contraplaca para fixar no satélite OneWeb que, a dada altura, necessitaria de manutenção."

A ExoTrail já está a oferecer serviços de terceiros a empresas de satélites com um dispositivo a que chama "spacevan".

Este dispositivo, que voou pela primeira vez com a SpaceX em 2023, transporta pequenos satélites para longe do foguetão e entrega cada um numa órbita muito específica, tal como um estafeta que entrega encomendas em casas e empresas.

É a isto que Maria chama os seus "primeiros serviços", uma espécie de partilha de boleias no espaço para entregas de última milha. Agora estão a construir algo mais ambicioso: nomeadamente, capacidades completas de encontro e acoplagem que permitirão inspecções, prolongamento da vida útil, reabastecimento e, por fim, reparações em órbita.

Outro segmento de mercado importante que a Exotrail pretende atingir é o da desorbitação, que consiste em empurrar deliberadamente o satélite de um cliente para uma parte vazia do oceano. No mês passado, a Exotrail anunciou uma parceria com a empresa espacial japonesa Astroscale para demonstrar a eliminação precisa de satélites até 2030.

Qual é o panorama jurídico e existe um mercado?

Embora os desafios técnicos sejam imensos, o panorama jurídico também não é claro. Se dois satélites colidirem durante a manutenção, quem é responsável? Se um veículo de manutenção francês se acoplar a um satélite japonês, a que país se aplicam as leis? Estas são questões que a França, o Japão e outras nações estão a trabalhar ativamente para resolver através de enquadramentos como a Lei Espacial da UE e acordos bilaterais.

Depois, há a questão de saber quem pagará os serviços em órbita e qual a verdadeira dimensão do mercado. "É difícil estimar o mercado porque é como a questão da galinha e do ovo", admite Behar-Lafenêtre. "É sempre necessário demonstrar que se é capaz de o fazer para que alguém esteja interessado em comprar o serviço."

O mercado inicial mais claro parece estar muito, muito longe da Terra, a mais de 35.000 quilómetros acima das nossas cabeças, na órbita geoestacionária. É aqui que os operadores de telecomunicações têm frotas envelhecidas que preferem manter em vez de substituir.

Com as novas mega-constelações de órbita terrestre baixa a oferecerem soluções de telecomunicações alternativas, a órbita geoestacionária tornou-se menos atractiva para o lançamento de novas naves espaciais, tornando os serviços de prolongamento da vida útil de particular interesse económico.

A manutenção em órbita tem implicações significativas no domínio da defesa, o que poderá constituir uma forte procura no mercado. A capacidade de inspecionar, abordar e manipular satélites em órbita é uma aplicação fundamental no mundo militar.

"Na sua essência, é algo duplo", reconhece Maria. A Rússia, a China e a Índia já demonstraram capacidades avançadas neste domínio. A China deslocou um satélite geoestacionário milhares de quilómetros em 2022, enquanto a Índia demonstrou a possibilidade de atracar no espaço há alguns meses.

Estamos numa "longa viagem

Mas nem tudo é fácil. A NASA experimentou o problema do ovo e da galinha com a sua missão OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing), que foi cancelada em 2024 depois de os custos terem disparado e de o mercado comercial de reabastecimento de satélites não preparados não se ter concretizado.

Entretanto, os Mission Extension Vehicles da Northrop Grumman têm estado a operar em órbita geoestacionária desde 2020, prolongando a vida dos satélites Intelsat. O Veículo Robótico de Missão de próxima geração da empresa, cujo lançamento está previsto para este ano, utilizará robótica avançada para instalar "cápsulas de extensão de missão" e realizar inspecções, reparações e até mesmo a remoção de detritos.

Para além da Thales Alenia Space e da Exotrail, várias empresas europeias estão a desenvolver capacidades de manutenção.

A ClearSpace, uma empresa suíça em fase de arranque, tem um contrato com a Agência Espacial Europeia (ESA) para a sua primeira missão ativa de remoção de detritos espaciais em 2027. O seu sistema utiliza dois satélites que trabalham em conjunto para a primeira missão comercial de remoção ativa de detritos em órbita terrestre baixa. No final desta década, pretendem também demonstrar a sua tecnologia para acoplar e prolongar a vida de um satélite em órbita geoestacionária.

Outro interveniente importante é a empresa italiana D-Orbit, que começou com o seu transportador de satélites ION, semelhante em conceito ao "spacevan" da ExoTrail, e está agora a tentar criar uma "economia espacial circular", utilizando os detritos espaciais como recurso. Em 2024, assinou um acordo com a ESA para uma missão denominada RISE, que demonstrará o encontro e a acoplagem seguros com um satélite geoestacionário, a fim de prolongar o seu tempo de vida útil em 2028.

O futuro do serviço em órbita deverá ser mais claro em 2030. E dentro de uma década, uma tecnologia que parece ficção científica poderá tornar-se uma parte regular da gestão do tráfego espacial europeu.

No entanto, Maria insiste num controlo da realidade. "Precisamos de uma abordagem passo a passo", afirma.

Apanhar um satélite não cooperante que está a girar rapidamente fora de controlo no espaço ainda só é possível nos filmes de Hollywood. "Em suma, vai ser uma longa viagem, provavelmente, para todas as empresas", sorri.

No entanto, um simples camião europeu de desempanagem espacial está a caminho e, com ele, a capacidade de reabastecer e resgatar naves espaciais no valor de centenas de milhões de euros, prolongando a vida das infra-estruturas críticas que ligam o nosso mundo.