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Pesquisadores japoneses opinam no uso de madeira em satélites

- 17 de dezembro de 2023

Nas profundezas da nevada Hokkaido, onde ursos e raposas espreitam, existe um material que os cientistas japoneses acreditam que poderá transformar a indústria espacial: a madeira de magnólia.

O recurso natural, que é utilizado para tudo, desde cabos de facas até hashi, tem uma nova aplicação de ponta na forma de satélites espaciais.

Koji Murata, professor da Universidade de Kyoto especializado em materiais de madeira e agricultura, brinca que as condições geladas de Hokkaido preparam as árvores para baixas temperaturas, embora “o espaço sideral tenha uma temperatura ainda mais severa”.

O projeto é mais do que uma ideia. Em 2022, os cientistas de Kyoto enviaram amostras de madeira – cerejeira, bétula e magnólia – para o espaço. A magnólia, que é uma madeira dura, é relativamente leve e tem estabilidade dimensional superior a outras espécies, diz Murata, o que a torna uma candidata vencedora do projeto.

Além de testar materiais de madeira, os cientistas desenvolveram um protótipo de satélite de madeira chamado LingoSat, com o apoio da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial e da NASA. O dispositivo está contido em uma moldura de alumínio de apenas 10 centímetros cúbicos, enquanto o painel de madeira tem menos de 10 milímetros de espessura.

Os cientistas também alertaram para o aumento dos lançamentos de foguetes que danificam a camada de ozônio – que absorve a luz ultravioleta, protegendo a vida na Terra – e contribuem para as alterações climáticas.

Desordem cósmica

O espaço, apesar do apelido, está longe de estar vazio. Planetas, estrelas e poeira cósmica estão cada vez mais unidos por detritos deixados por satélites quebrados ou parcialmente decompostos. Ao mesmo tempo, novos lançamentos de satélites são propostos com uma frequência vertiginosa, preocupando os cientistas. E embora os observadores das estrelas se queixem do elevado volume de satélites que impedem a sua visão, o velho ditado de que “o que sobe tem de descer” está a pesar na mente dos ambientalistas.

Normalmente, os satélites no final da sua vida útil queimarão na reentrada – embora o “cemitério de naves espaciais” de Point Nemo, a leste da Nova Zelândia, seja o local de descanso para quando corpos maiores caírem na terra. Lá, os restos quebrados de centenas de objetos espaciais espreitam debaixo d’água, quebrados em milhares de pedaços.

Orbiting Now, um site que rastreia satélites, registrou mais de 9.000 satélites em órbita em dezembro – incluindo 8.270 satélites de órbita terrestre baixa, que estão destinados a queimar na reentrada.

Esse processo deixa um rastro. Em outubro, cientistas da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos EUA descobriram que, juntamente com a poeira espacial, a atmosfera superior “está salpicada de partículas contendo uma variedade de metais provenientes de satélites e propulsores de foguetes gastos, vaporizados pelo calor intenso da reentrada. ”

Eloise Marais, que lidera o grupo de investigação de Composição Atmosférica e Qualidade do Ar do University College London, concorda que o quadro pode tornar-se mais sinistro com o tempo.

“Se Elon Musk cumprir os seus três lançamentos de Starship por dia, no futuro haverá algumas consequências potencialmente graves para o ambiente, porque esses foguetes Starship são realmente grandes e queimam o tipo de combustível que produz carbono negro. .. (que é) muito eficiente no aquecimento da atmosfera”, diz Marais.

Ação em andamento

Para responder a estas preocupações, as agências espaciais e os cientistas estão cada vez mais a promover uma agenda mais ambientalmente consciente.

Para a equipe da Universidade de Kyoto, os satélites de madeira mitigariam o aumento de metal na estratosfera e os riscos da queda de satélites em um momento em que a atmosfera está cada vez mais lotada graças ao lançamento de milhares de satélites pela SpaceX e à expansão de seus concorrentes, como Amazon.

O conceito inicial para satélites de madeira foi conduzido por Takao Doi, astronauta e professor da Universidade de Kyoto, e começou como uma discussão mais geral sobre a madeira no espaço e sua aplicação potencial em bases lunares, diz Yosuke Yamashiki, professor da Escola de Pós-Graduação de Estudos Integrados Avançados em Sobrevivência Humana.

“Fiquei chocado, mas pensei que poderia ser uma ideia muito boa”, diz Yamashiki sobre sua reação inicial, observando que poderia ser um conceito revolucionário. Mas o sucesso do projeto dependerá de os pesquisadores conseguirem provar que ele funciona e defendê-lo comercialmente.

Entretanto, a Agência Espacial Europeia estabeleceu a sua iniciativa Espaço Limpo em 2012, visando as consequências ambientais de todos os ciclos de vida das missões espaciais. A iniciativa centra-se no design ambientalmente consciente, na promoção de tecnologias verdes, em medidas para minimizar os detritos espaciais, na manutenção de naves espaciais e na remoção de detritos.

Luisa Innocenti, chefe do esforço Espaço Limpo, diz que as agências espaciais e as empresas estão cada vez mais preocupadas com as questões ambientais – tanto no espaço como no potencial de impacto na Terra.

“A poluição no espaço, através dos detritos, também pode perturbar as comunicações por satélite e os sistemas de navegação, afectando vários sectores como as telecomunicações e a agricultura”, disse Innocenti, observando que há “um sentimento crescente de urgência e reconhecimento de que a sustentabilidade ambiental é uma prioridade no setor espacial.”

Desde 2022, a iniciativa Espaço Limpo busca uma meta “Zero Detritos”; abordagem, que visa desenvolver um roteiro que constituirá a base da política futura. Neste âmbito, o grupo planeia limitar os detritos nas órbitas terrestre e lunar até 2030 através da implementação de requisitos de eliminação, bem como de inovação e design que mitiguem o risco de colisões.

O grupo insta as agências a cumprirem “as legislações ambientais mais rigorosas” durante todo o processo de design, e a fazê-lo antes de serem aplicadas, ao mesmo tempo que desenvolvem uma estrutura que orientará os processos de design e engenharia.

Danos crescentes

Outro aspecto é a crescente indústria do turismo espacial – a Virgin Galactic, de Richard Branson, e a Blue Origin, de Jeff Bezos, estão entre aqueles que buscam com entusiasmo as viagens espaciais comerciais – o que empolgou os ricos o suficiente para participar. Os efeitos ambientais indiretos são atualmente limitados, dada a pequena escala do setor neste momento, mas dependendo da sua trajetória podem acabar por ser significativos.

Marais, juntamente com o pesquisador Robert Ryan, modelou o impacto futuro dos lançamentos de foguetes com base em cálculos de emissões de poluentes atmosféricos dos lançamentos de 2019 e, como parte disso, descobriu que o impacto climático da fuligem dos lançamentos de foguetes é até 500 vezes mais prejudicial. do que fuligem de fontes terrestres.

Os foguetes, que liberam partículas de fuligem, deixam um rastro desse chamado carbono negro nas camadas superiores da atmosfera, e ele permanece lá por mais tempo do que na baixa atmosfera, onde a chuva ajuda a remover essas partículas. Enquanto isso, as reações químicas causadas pelos poluentes atmosféricos produzidos pelos foguetes, especialmente quando eles ou outros detritos caem de volta à Terra, danificam o ozônio.

No início deste ano, grupos ambientalistas nos EUA processaram a Administração Federal de Aviação por não ter realizado suficientemente uma revisão ambiental antes do lançamento da SpaceX que danificou a plataforma de lançamento, disparando detritos para o ar e criando uma nuvem de poeira.

O termo “sustentabilidade” não leva em conta a “poluição que vem dos foguetes e da reentrada de lixo espacial”, diz ela. “É uma questão complicada – há organizações e indústrias que estão a dar o seu melhor, mas mesmo a definição de sustentabilidade não é robusta.”

As partículas de aerossol atualmente produzidas pelos satélites à medida que caem na Terra “perturbam o nosso céu e criam um ambiente diferente – isto não é bom”, diz ele. Mas ser capaz de comercializar materiais de madeira para satélites a empresas como a SpaceX exigirá provas, observa ele.

Portal Mundo-Nipo

Sucursal Japão – Tóquio

Jonathan Miyata

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