Lixo Espacial Alnitaka Alnilan Mintaka O que há lá fora, além de estrelas? Alnitaka O Cinturão de Órion As Três Marias!!! Alnilan Órion, o caçador Mintaka Professor Venê e-mail:venne.so@gmail.com

Sinopse da apresentação 1. Ecologia: ambiente terrestre, aquático, aéreo e espacial! Por que não? 2. Alguns momentos marcantes dessa ocupação: o Sputnik inaugura a era da conquista espacial! 3. Resumo do que há lá fora, colocado pelo Homem? 4. Como se coloca um artefato em órbita? 5. O que é o lixo espacial e qual o seu destino? 6. Acontecimentos recentes e o agravamento do problema 7. Síndrome de Kessler e os cenários futuros 8. Existe legislação internacional de ocupação e conquista do espaço? 9. Qual a influência direta ou indireta dessas questões no cotidiano da Humanidade? 10. Onde entra o cidadão comum nessa história?

http://astro.if.ufrgs.br/const.htm

ECOLOGIA POLUIÇÃO LIXO Ciência que estuda as relações dos seres vivos entre si ou com o meio orgânico ou inorgânico no qual vivem. POLUIÇÃO Degradação das características físicas ou químicas do ecossistema, por meio da remoção ou adição de substâncias Ex.: p. da água, da atmosfera LIXO Acepções ■ substantivo masculino 1    qualquer objeto sem valor ou utilidade, ou detrito oriundo de trabalhos domésticos, industriais etc. que se joga fora

estações espaciais Салют Alguns momentos que marcaram a ocupação do espaço em órbita da Terra início do programa de estações espaciais Салют 1 a 7 (1971 – 1991) Мир (19/02/1986 a 23/03/2001) Alpha / ISS 1998 1971 1986 Foguete: Safir-2 Foguete: Soyuz - U Satélite: Omid Foguete: Sputnik-PS Foguete: Thor-Agena Foguete: Lambda-4S Foguete: Black Arrow Satélite: Alouette 1 Satélite: Kosmos 2175 Satélite: Спутник 1 Satélite: Õsumi Satélite: Prospero X-3 1957 1962 1970 1971 1992 2009 1958 1965 1970 1980 1988 1992 Satélite: Explorer 1 Satélite: Astérix Satélite: Dong Fang Hong I Satélite: Rohini Satélite: Ofeq 1 Satélite: Strela (x3,russo) Foguete: Juno 1 Foguete: Diamant Foguete: Long March 1 Foguete: SLV Foguete: Shavit Foguete: Tsyklon-3 1973 1984 Skylab (1973 a 1979) Freedom (um sonho frustrado)

O que o Homem já colocou lá fora? Grande porte: cerca de 6.000 objetos Tamanho superior a 10 cm: cerca de 14.000 objetos Tamanho inferior a 1mm: cerca de 300 milhões (estimativa) Estação espacial: 10 – Салют 1 a 7, Skylab, Мир, ISS Telescópios espaciais: quase uma dezena Uma centena de Satélites de posicionamento global: 1 centena Outros satélites: centenas Telecomunicações Meteorológicos Militares

Satélites de posicionamento global Alguns detalhes Satélites de posicionamento global GPS (Estados Unidos): 28 satélites 24 em operação 4 suplentes GLONASS (Rússia): 24 em operação Galileo (Comunidade Européia): 30 em operação (2 já lançados) Compass (China): 35 em operação (2 já lançados) Telescópios espaciais NASA (EUA): 1. Hubble (HST): lançado em 24/04/1990 2. Compton (raios Gamma): 4/6/1991 – 5/04/2000 3. Spitzer (Infravermelho): lançado em 25/08/2003 4. Chandra (Raios X): lançado em 23/07/1999 5. GLAST (raios Gamma): lançado em 11/06/2008 6. James Webb Telescope: lançamento previsto para 23/06/2013 CNES (França): 1. Corot: lançado em 27/12/2006 Agência Espacial Canadense 1. MOST: lançado em 30/06/2003 ESA (Europa): 1. Herschel (ESA): lançado em 14/05/2009 junto com o satélite telescópio Planck

Estima-se em 6000 satélites, sendo quase 900 encontram-se operantes. Ilustração (fora de escala) divulgada pela ESA, mostra a posição dos satélites de baixa órbita. Estima-se em 6000 satélites, sendo quase 900 encontram-se operantes.

Ilustração de visão equatorial distante

Ilustração de visão polar http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/photogallery/beehives/th_geo_polar.jpg

Distribuição dos satélites por tipos de órbita

As Leis de Kepler esclarecem a cinemática planetária

“Empurrando” o satélite para a sua órbita de trabalho Vídeo NASA Stardust

Animação mostra lançamento do Star One C2

Lixo espacial em órbita da Terra Satélites “mortos” Foguetes, tanques e outros artefatos “inúteis” abandonados Ferramentas e peças perdidas pelos astronautas nas missões Lascas de tinta e material particulado Fragmentos que são gerados nas colisões entre corpos em órbita

Um tanque de 250 quilos do segundo estágio do lançador Delta 2, que caiu próximo da cidade de Georgetown, no Texas, em 22 de janeiro de 1997. Caído em Goiás, março de 2008 Parte de um reservatório de amônia, que pesava mais de 600 quilos que se precipitou sobre o município de São Félix do Xingu, a 695 km de Belém-PA. O tanque de pressurização acima pesa 30 quilos é construído de titânio e caiu ao norte do Estado do Piauí em 22 de janeiro de 1997. Fonte: http://www.viafanzine.jor.br/astrovia.htm

Jogando lixo pela janela... Tanque com 636kg de amônia é lançado no espaço pelo astronauta Clay Anderson. Vídeo NASA space bag Vídeo space collision

A participação brasileira na poluição orbital Lançamento do Star One C2 Satélites brasileiros 1. Governamentais: INPE  SCD1 e SCD2 (Brasil) INPE/CNSA  CBERS (Brasil/China) 2. Embratel/StarOne Satélite SACI 1 (Satélite de Aplicações Científicas): lançado em 14/04/1999 mudo de nascença Brasilsat A1 e A2 Brasilsat B1, B2, B3 e B4 Star One C1 e C2 3. Adquiridos por empresas Hispamar/Amazonas Loral/Skynet Fonte: http://www.aeb.gov.b

Space Debris Objects > 1 mm 0.001 Spatial Density (1/km3) 1e-06 1e-07 1e-08 300 1000 10000 GEO Altitude (km) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/49/Spacedebris_small.png

Uma das 80 janelas de ônibus espaciais trocadas nos longos anos de missões, avariada devido a colisão com fragmentos em órbita da Terra

Acontecimentos recentes e o agravamento do problema Destruição de satélites por mísseis balísticos 11/01/2007: China explode satélite meteorológico desativado disparando de terra um míssel balístico espalhando milhares de fragmentos em órbita. 19/02/2008: os EUA abatem satélite espião L-21 desgovernado e com tanque cheio de hidrazina. Colisão entre satélites 10/02/2009: satélite militar russo Kosmos (desativado) colide com satélite comercial americano Iridium sobre o espaço da Sibéria, gerando mais de 700 pedaços de grande porte e milhares de fragmentos pequenos. É a 4ª colisão desse tipo, mas a primeira com conseqüências econômicas sensíveis. ISS em perigo 12/03/2009: os três tripulantes da ISS transferem-se às pressas para a nave Soyuz devido ao risco de colisão de pedaço de motor de satélite não detectado a tempo. 16/03/2009: a junção da nave Discovery à ISS é ameaçada devido a fragmento perdido, proveniente de lançamento de satélite russo, em 1981. 22/03/2009: a nave Discovery tem seus motores ligados para reposicionar a ISS e evitar que um astronauta em EVA pudesse ser atingido por peça de foguete chinês lançado em 1999

Quem controla o lixo jogado lá fora? Destruição do satélite chinês polar meteorológico Feng Yun 1C acirra debate sobre o uso militar do espaço e a responsabilidade dos países http://www.nytimes.com/2007/02/06/science/20070206_ORBIT_GRAPHIC.html

Panorama atual dos detritos VÍDEO: http://www.youtube.com/watch?v=nFA74PEs44k&feature=related http://www.nytimes.com/2007/02/06/science/20070206_ORBIT_GRAPHIC.html

Crescimento rápido Fonte da ilustração: The New York Times http://www.youtube.com/watch?v=43ac9gmR3fA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=43ac9gmR3fA&feature=related Fonte da ilustração: The New York Times

Síndrome de Kessler Onde: 1968 – 1974 – 320/ano 1975 – 1978 – 510/ano (Taxa de colisões entre satélites) Onde: C – número total de colisões entre todos os satélites Acc – é a área média de seção de colisão dos satélites dU – elemento unitário de volume S – densidade espacial de satélites 1968 – 1974 – 320/ano 1975 – 1978 – 510/ano

Entidades e legislação internacional de uso e conquista do espaço Copuos

Faxina orbital – como limpar o espaço? “Low orbits are the most littered with space junk. Perhaps one day orbiting "garbage collectors" will be used to clean up these trash-filled orbits.” Isaac Asimov Algumas idéias em estudo - Redes para captura de pequenos fragmentos Disparos de laser para reposicionamento e indução de reentrada Fios eletromagnéticos de captura ou indução de queda Espuma (gel) de captura de micro partículas Retirada programada com braço mecânico Envio de satélites em final de vida útil para as órbitas-cemitério Determinação das órbitas-cemitério DH – acréscimo mínimo de segurança no perigeu de órbita do satélite “morto”, em relação à órbita geossíncrona 235km = 200km (faixa de tolerância da órbita geossíncrona) + 35km (margem de perturbação gravitacional) CR – coeficiente de pressão de radiação solar A/m – razão entre a área efetiva (m2) e a massa do satélite (kg)

Monitoramento constante dos detritos espaciais 70 m Goldstone antenna located near Barstow, CA. When operated as a bi-static radar, Goldstone is capable of detecting 2 mm debris at altitudes below 1,000 km. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/photogallery/photogallery.html

Reflexos diretos e indiretos para a Humanidade Benefícios da presença de satélites em órbita Telecomunicações mais abrangentes, mais rápidas e eficientes: Telefonia; Transmissões televisivas; Internet; Tráfego de dados; E-commerce; Meteorologia e Observações climáticas: Mapeamento da dinâmica atmosférica para previsão do tempo; Mapeamento de tempestades e furacões; Levantamentos de dados por sensoreamento remoto e monitoramento de intervenções humanas na natureza: desmatamento, queimadas, modificações da paisagem Levantamento de dados-fonte para planejamentos e fiscalizações: Planejamento urbano e monitoramento de urbanização não-oficial. Monitoramento de aplicação de políticas de preservação, conservação e manejo ambientais. Recolhimento de dados para planejamento e implementação de atividades militares. Posicionamento remoto: Localização de indivíduos, guias eletrônicos de navegação. Monitoramento de transportes de cargas, rastreamento de veículos. Estudos de populações selvagens aquáticas ou terrestres. Agricultura de precisão Fonte: www.oecd.org/futures Pesquisa e desenvolvimento científico e tecnológico em todas as fases ligadas ao ciclo de posicionamento de satélites em órbita e posterior: * Custo de lançamento de um satélite: US$ 100 milhões a US$200 milhões de dólares em média Mercado mundial de satélites em 2008: > US$ 2 bilhões

O cidadão comum: qual sua participação? http://www.sbda.org.br/

Referências Kessler, Donald J., Palais, Burton G. Cour, “Collision Frequerncy of Artifical Satellites: The Creation of a Debries Belt" Journal of Geophysical Research, vol. 86,no. A6, p. 2367 (1978). Kessler, Donald J., Anz-Meador,Philip D., “Critical Number of Sapcecraft in Low Earth Orbit: Using Satellite Fragmentation Data to Evaluate the Stability of The Orbital Debries Environment" Journal of Geophysical Research, vol. 86,no. A6, p. 2367 (1978). Kessler D., “Critical Density of Spacecraft in Low Earth Orbit: Using Fragmentation Data to Evaluate the Stability of the Orbital Debris Environment”, JSC #28949, LMSEAT # 33303, February 2000. Declaração do Brasil para o Plenário do COPUOS 50ª Sessão do Comitê das Nações Unidas para Uso Pacífico do Espaço Viena, 14 de junho de 2007 CONVENÇÃO SOBRE RESPONSABILIDADE INTERNACIONAL POR DANOS CAUSADOS POR OBJETOS ESPACIAIS U.S. Government Orbital Debris Mitigation Standard Practices Report of the IADC Activities on Space Debris Mitigation Measures, Inter-Agency Space Debris Coordination Committee DECLARAÇÃO SOBRE A COOPERAÇÃO INTERNACIONAL NA EXPLORAÇÃO E USO DO ESPAÇO EXTERIOR EM BENEFÍCIO E NO INTERESSE DE TODOS OS ESTADOS LEVANDO EM ESPECIAL CONSIDERAÇÃO AS NECESSIDADES DOS PAÍSES EM DESENVOLVIMENTO Resolução 51/122. Adotada pela Assembléia Geral da ONU, em 13 de dezembro de 1996. Ribeiro. Ludmila Deute, ESPAÇO: PARAISO OU FRONTEIRA FINAL?, Revista Brasileira de Direito Aeronáutico e Espacial, p.26 (2008) Donald J. Kessler, Robert C. Reynolds, and Phillip D. Anz-MeadorOrbital Debris Environment for Spacecraft Designed to Operate in Low Earth Orbit, NASA Technical Memorandum 100 471*/y7 April 1989 JOSÉ MONSERRAT FILHO e A.PATRÍCIO SALIN, O Direito Espacial e as hegemonias mundiais, ESTUDOS AVANÇADOS 17 (47), 2003 261 The Orbital Debris Quaterly News, edição 2, vol. 5, The Orbital Debris Program Office NASA Johnson Space Center Houston, Texas 77058

Referências Linkoteca http://chandra.harvard.edu/ - página oficial do projeto do Telescópio espacial Chandra http://hubble.nasa.gov/ - página oficial do projeto do Telescópio espacial Hubble http://www.ucsusa.org/ - aqui encontra-se a planilha sobre dados de satélites em operação http://www.celestrak.com – aqui encontra-se tabela de monitoramento de objetos catalogados de diversos ] países, entre outras tantas informações. http://astro.if.ufrgs.br/GPS/gps.htm - página com informações sobre os dois principais sistemas de posicionamento global (GPS e GLONASS) http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=39 http://www.glonass-ianc.rsa.ru – página oficial do projeto Glonass http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Posicionamento_Global - informações diversas sobre o Projeto GPS http://pt.wikipedia.org/wiki/Categoria:Telesc%C3%B3pios_espaciais – informações diversas sobre os telescópios espaciais http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite#cite_note-19 http://www.dw-world.de/dw/article/0,,4254310,00.html - ESA lança o telescópio Herschel e o mini-telescópio Planck http://www.nytimes.com/partners/aol/special/sputnik/sput-01.html (matéria do New York Times em 05/10/1957 anunciando o lançamento do satélite russo)

Referências Vídeos on line Lançamento do Satélite Direc-TV 5 (http://www.youtube.com/watch?v=CxYJs2r7-dY) Lançamento do CBERS 2B em foguete Longa Marcha chinês (http://www.youtube.com/watch?v=edPFTK0CWkE&feature=related) NASA - Conheça detalhes de um lançamento o espaço e planetas (http://www.youtube.com/watch?v=JJKIEXLpKRE) Obras Incríveis - Lançamentos Marítmos - Parte 1 (http://www.youtube.com/watch?v=76wLn4Y3USI) Lançamento do Star One C2 – site da empresa http://satelitec2.embratel.net.br/pop-filme04.html