Dê uma olhada mais de perto na constelação de satélites em órbita de Elon Musk, que são construídos para fornecer internet de alta velocidade e baixa latência em todo o mundo.

Sessenta satélites Starlink antes de serem colocados em órbita. Crédito: SpaceX

Testemunhar uma linha de dezenas de satélites brilhantes marchando pelo céu noturno surpreendeu - e às vezes perturbou - muitos ao redor do mundo nos últimos anos. E por mais que a visão dos satélites Starlink da SpaceX passando no alto possa confundir os desconhecidos, exatamente como eles funcionam continua sendo um enigma para muitos dos que já sabem sobre o ambicioso projeto.

A constelação Starlink, que se destina a fornecer internet de alta velocidade para áreas rurais carentes, depende de uma enorme rede de satélites interligados. Nos últimos anos, em cada duas semanas ou mais, um foguete SpaceX Falcon 9 decolou e carregou um novo lote de cerca de 60 satélites Starlink para a órbita baixa da Terra. Conforme esses satélites do tamanho de uma mesa viajaram para suas posições finais, eles refletiram a luz de forma brilhante, irritando muitos observadores do céu.

Em junho de 2021, havia mais de 1.500 satélites Starlink ativos, tornando o Starlink a maior constelação de satélites ao redor da Terra. Na verdade, a SpaceX agora possui mais da metade de todos os satélites ativos que circundam nosso planeta. No final das contas, Elon Musk planeja que o Starlink consista em muitos milhares - ou mesmo dezenas de milhares - de satélites, fornecendo a todo o mundo internet de alta velocidade e baixa latência.

Apesar da atenção recebida pelos lançamentos das cápsulas Starship e Crew Dragon da SpaceX, o Starlink silenciosamente se tornou o projeto mais frequentemente lançado da empresa. Musk fala frequentemente sobre colocar humanos em Marte, mas está claro que a Starlink é uma prioridade, mesmo que seja apenas para financiar os objetivos multiplanares de Musk. Documentos vazados mostram que até 2025, a SpaceX espera ganhar cinco vezes mais receita com o Starlink do que com todos os outros lançamentos combinados.

Esse dinheiro potencial está iniciando uma corrida espacial comercial para construir a internet via satélite que muitos pensam ser o futuro. Empresas como Amazon e OneWeb estão trabalhando em suas próprias constelações de Internet via satélite, conhecidas como megaconstelações. Até a China tem planos para um projeto semelhante ao da Starlink nos próximos anos.

Então, como funcionam as megaconstelações de satélite como a Starlink? E por que eles precisam de tantos satélites?

Crédito: Cortesia de Egon Filter

Resolvendo a Internet lenta via satélite

Internet via satélite pode ser notoriamente lenta. Portanto, para mover mais dados com atrasos mínimos, os satélites Starlink ocupam órbitas muito mais baixas do que os satélites tradicionais, orbitando apenas cerca de 340 milhas (550 quilômetros) acima da superfície da Terra. Como resultado, o Starlink é útil para coisas como videochamadas e jogos online, que desafiam os atuais provedores de internet baseados no espaço. Em última análise, espera-se que o Starlink forneça velocidades de até cerca de um gigabit por segundo sem limites. Isso é mais do que suficiente até mesmo para famílias com fome de dados.

Mas essa mesma posição orbital baixa também é uma das principais razões pelas quais os satélites Starlink brilham tanto em nosso céu noturno: eles estão perto de nós.

Uma vez lançado, um veículo de lançamento Falcon 9 implanta seu lote de 60 satélites Starlink em uma "órbita de estacionamento" inicial a cerca de 270 milhas (440 quilômetros) acima da Terra. A partir daí, os satélites individuais desenrolam seus painéis solares e lentamente começam a se espalhar ao redor do planeta. Cada satélite também usa seus propulsores para impulsionar-se gradualmente a uma altitude mais alta, subindo em sua órbita final a cerca de 100 milhas (160 km) acima da órbita da Estação Espacial Internacional. Conforme os satélites sobem, eles ficam mais escuros, refletindo menos luz do sol de volta para a Terra.

No passado, os satélites de comunicação para coisas como a TV utilizavam órbitas muito mais altas. Isso ocorre porque ficar relativamente longe da Terra os torna "visíveis" para as antenas parabólicas em uma área geográfica maior. Mas como o Starlink orbita mais perto, a rede requer milhares de satélites para fornecer cobertura global simultânea.

Claro, as espaçonaves Starlink são muito menores do que os satélites convencionais, chamados de pequenos satélites, pesando apenas 550 libras (250 quilos) cada. Alguns até se referem a eles como roteadores voadores. Em parte, é por isso que os clientes também devem comprar uma antena terrestre para acessar o serviço de Internet da Starlink.

Esta antena tem uma marca confusa de "Starlink", mas é mais comumente chamada de "OVNI em uma vara" ou "Dishy McFlatface". Quando é ligada, a antena auto-direcionada varre rapidamente o céu e se conecta ao satélite mais próximo, isto é, se a temperatura ambiente estiver abaixo de 122 graus Fahrenheit, de acordo com relatórios recentes da ArsTechnica. Em seguida, ela mantém essa conexão perfeitamente à medida que cada novo satélite Starlink surge e o anterior desaparece no horizonte.

O primeiro lote real de satélites Starlink lançado em 2018 em um foguete SpaceX Falcon 9. Crédito: SpaceX

O futuro das megaconstelações

Originalmente, a SpaceX planejou conectar todos os satélites aos seus vizinhos usando lasers que permitiriam a comunicação entre as espaçonaves. Mas o primeiro lote de satélites Starlink foi lançado sem essa capacidade.

Portanto, por enquanto, o serviço depende de um sistema de estações terrestres chamadas de gateways. Essas estações estão posicionadas em todo o mundo e trocam sinais com os satélites Starlink, conectando-os à infraestrutura de fibra óptica existente. Assim, a antena doméstica de um usuário se conecta a um satélite Starlink à medida que passa por cima, que por sua vez os conecta ao gateway mais próximo. Como resultado, além de sua própria antena, os usuários precisam ter uma estação terrestre a cerca de 500 milhas de sua localização para obter serviço.

As coisas não vão ficar assim por muito tempo, no entanto. Os engenheiros da Starlink já experimentaram um lote de satélites de teste que usam lasers para se comunicar. Em vez de conectar as pessoas a uma estação terrestre próxima, os lasers permitiriam que os satélites conversassem entre si diretamente na velocidade da luz, que é mais rápida no vácuo do espaço do que em cabos de fibra óptica. Em uma sessão Reddit AMA ("Ask Me Anything"), os engenheiros da empresa disseram que a tecnologia ainda é muito cara e desafiadora para fabricar em grande volume, mas eles esperam que ela seja lançada em futuras gerações de satélites.

Claro, não faz muito tempo que todo esse projeto era tecnicamente desafiador demais para ser executado. Na década de 1990, várias empresas tentaram e faliram, acabando por falir. Esses serviços foram prejudicados por lançamentos caros e eletrônicos que não estavam totalmente prontos para a tarefa. Essa história decepcionante forçou até mesmo Musk a assumir um tom moderado ao discutir o Starlink durante a infância do projeto.

No entanto, os lançamentos Starlink agora se tornaram tão rotineiros que no mês passado, a SpaceX marcou seu 100º lançamento consecutivo do Falcon 9 bem-sucedido. Mesmo com apenas uma parte da eventual constelação implantada, mais de 10.000 clientes já tiveram acesso a uma versão beta do serviço de internet da Starlink. Agora está claro que a SpaceX não só revolucionou a indústria de lançamento de foguetes, mas também descobriu como usar esses foguetes para aproveitar a rápida miniaturização da eletrônica moderna.

Parece cada vez mais provável que o Starlink ajude a resolver problemas de internet de alta velocidade em pelo menos algumas áreas rurais. E com Musk planejando lançar centenas de satélites Starlink com cada lançamento do veículo da nave espacial da SpaceX, grande parte do planeta poderia algum dia obter seu sinal de internet do espaço. A certa altura, a empresa disse estar fabricando seis satélites Starlink por dia.

A questão que persiste agora é quantos competidores seguirão o exemplo e quantos satélites formarão essas megaconstelações?

Todos os artigos baseados em tópicos são determinados por verificadores de fatos como corretos e relevantes no momento da publicação. Texto e imagens podem ser alterados, removidos ou adicionados como uma decisão editorial para manter as informações atualizadas.

Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook e no twitter. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br

Referência:

BETZ, Eric. How do spaceX's Starlink satellites actually work?. Astronomy, 24, jun. 2921. Disponível em: <https://astronomy.com/news/2021/06/how-do-starlink-satellites-actually-work>. Acesso em: 26, jun. 2021.