Imagine perder o GPS no espaço e, ainda assim, conseguir descobrir exatamente onde sua nave está. Parece um problema quase impossível, mas uma experiência recente mostrou que talvez os próprios objetos ao redor possam fornecer as pistas necessárias. Em vez de depender continuamente de instruções vindas da Terra, uma nova tecnologia está ensinando pequenos satélites a observar, identificar e usar o ambiente espacial como referência para sua própria navegação.
O espaço ao redor virou parte do sistema de navegação
Satélites normalmente contam com sistemas bastante sofisticados para determinar sua orientação e posição. Câmeras de rastreamento estelar, por exemplo, observam estrelas brilhantes e ajudam a nave a descobrir para onde está apontada.
A NASA decidiu aproveitar essa capacidade de uma maneira diferente.
Durante um experimento realizado com a missão Starling, quatro pequenos CubeSats passaram a observar não apenas estrelas, mas também outros objetos que atravessavam seu campo de visão. Isso inclui satélites, partes de foguetes e outros corpos conhecidos que circulam pela órbita terrestre.
A tecnologia responsável pela experiência recebeu o nome de FALCON, sigla em inglês para Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation. O sistema foi desenvolvido pela NASA em parceria com a EraDrive, empresa originada de pesquisas da Universidade Stanford.
O princípio parece simples, mas exige bastante processamento: o satélite observa um objeto, tenta descobrir qual é sua identidade e compara sua posição aparente com informações armazenadas previamente.
Para isso, FALCON carregava a bordo um catálogo com aproximadamente 20 mil objetos espaciais conhecidos e suas órbitas previstas.
Quando encontrava um deles, o sistema podia transformar aquele objeto em uma espécie de marco no espaço.
A navegação começou a depender do que estava ao redor
Depois de identificar um objeto, FALCON comparava onde ele deveria estar segundo o catálogo com o ponto em que realmente aparecia na câmera do satélite.
Essa diferença fornecia uma informação valiosa. Ao cruzar várias observações, o sistema conseguia estimar a própria órbita de Starling sem depender diretamente de uma posição fornecida pelo GPS.
Na prática, os satélites passaram a usar parte do próprio tráfego espacial como referência.
E o experimento foi além de simplesmente descobrir onde Starling estava.
Durante três dias, FALCON também observou outros objetos em órbita e comparou suas posições reais com as previsões existentes. Quando encontrava discrepâncias, atualizava os cálculos automaticamente.
Segundo a NASA, o sistema conseguiu melhorar as estimativas orbitais de mais de 200 objetos sem que operadores em solo precisassem realizar o processo manualmente. Em alguns casos, as previsões produzidas a bordo chegaram a ser mais precisas do que os dados terrestres disponíveis.
Isso abre uma possibilidade particularmente interessante em uma órbita terrestre que está ficando cada vez mais movimentada.
Um satélite capaz de observar o ambiente ao seu redor, identificar objetos e atualizar suas próprias informações orbitais poderia obter dados mais rapidamente e contribuir para detectar aproximações perigosas antes que elas se transformem em problemas maiores.
O verdadeiro teste pode acontecer longe da Terra
O aspecto mais interessante da tecnologia, porém, aparece quando uma nave deixa a região onde o GPS funciona melhor.
Ao redor da Terra, existe uma enorme infraestrutura dedicada à navegação por satélite. Quanto mais uma missão se afasta do planeta, porém, menos úteis se tornam essas referências.
É justamente nesse cenário que métodos autônomos como FALCON podem ganhar importância.
Uma missão na Lua, em Marte ou em outras regiões do Sistema Solar poderia, em determinadas situações, utilizar objetos conhecidos como referências para calcular sua posição. A ideia também pode ser relevante para grupos de pequenos satélites trabalhando em conjunto, missões científicas distribuídas e futuras operações de exploração.
A NASA pretende levar o conceito ainda mais longe com os próprios Starling. Os quatro CubeSats deverão compartilhar suas observações para tentar melhorar conjuntamente suas estimativas de posição.
Isso transformaria o grupo em algo parecido com uma pequena rede de navegação espacial, na qual uma nave poderia ajudar as outras a entender melhor onde estão.
O resultado é uma mudança interessante de perspectiva: objetos que normalmente são vistos apenas como parte do congestionamento orbital também podem se transformar em referências úteis.
Em vez de perguntar apenas “onde estou?”, uma futura nave poderá olhar ao redor, reconhecer o que está vendo e usar essas informações para encontrar a própria resposta.
