SATÉLITES ARTIFICIAIS
SATÉLITES ARTIFICIAIS
SATÉLITES (TELECOMUNICAÇÕES)
SATÉLITES NATURAIS
INTRODUÇÃO
HISTÓRIA
Logo acima, o Sputnik 1, o primeiro satélite colocado em órbita no espaço pelo ser humano em 1957. Uma invenção da então União Soviética. Era um satélite experimental, colocado em órbita para testar a viabilidade técnica dos satélites artificiais. Logo abaixo, o Telstar 1, o primeiro satélite de telecomunicações lançado ao espaço pelo ser humano, em 1962. Foi propriedade da empresa de telecomunicações americana AT&T.
As primeiras ideias ou imaginações sobre satélites surgiram no século XVIII com as teorias sobre gravitação de Isaac Newton. No século seguinte diversos escritores de ficção científica propuseram novos conceitos, ideias ou imaginações sobre satélites, até que no século XX os cientistas e governos perceberam a real possibilidade e utilidade de tais aparelhos em órbita. Com base em diversos estudos e testes, foi lançado pelos soviéticos em 1957 o primeiro satélite artificial da história, o Sputnik 1, o que, em tempos de Guerra Fria, marcou o início da corrida espacial. Desde então foram lançados milhares de satélites de diversos tipos: satélites de telecomunicações ou comunicações, satélites astronômicos, satélites militares e satélites meteorológicos, sondas e telescópios espaciais, entre outros.
O pioneiro em imaginar ou fazer abertamente suposições sobre a possibilidade de colocar corpos em órbita foi o cientista inglês Isaac Newton, que em 1729 publicou um livro contendo ideias de como lançar um satélite em órbita por meio do experimento mental de um canhão no alto de uma montanha. Acredita-se também que o escritor estadunidense Edward Everett Hale tenha sido o primeiro a propor o conceito de satélite artificial em 1899 no livro A Lua de Tijolos. Em 1865 o famoso escritor francês Júlio Verne publicou o livro Da Terra à Lua, descrevendo uma missão tripulada no satélite natural da Terra, cujo transporte seria feito pelo canhão Columbiad. Essa obra, mesmo sendo de ficção científica, possui detalhes técnicos que, inclusive, revelam algumas semelhanças ou analogias com a missão Apollo 11, lançada em 1969. Em 1887, o autor inglês H. G. Wells escreveu, e em 1901 publicou, o livro Os Primeiros Homens na Lua, que introduziu o conceito de utilização de satélites em órbita polar para comunicação. Em 1903 o físico russo Konstantin Tsiolkovsky publicou teorias possíveis de serem aplicadas para colocar satélites em órbita, por meio de foguetes, inclusive sobre como realizar cálculos das velocidades necessárias para colocar satélites em órbita. Alguns anos depois, em 1914, o inventor estadunidense Robert Goddard patenteou o primeiro projeto de um foguete de combustão.
Daí em diante as especulações em relação ao lançamento de satélites por meio de foguetes só aumentavam. Em 1923, por exemplo, o cientista romeno Herman Oberth publicou artigos indicando a utilidade prática de estações espaciais na órbita da Terra. Em 1946 as Forças Armadas dos Estados Unidos criaram um projeto para lançar uma nave espacial em órbita da Terra, o qual foi o primeiro projeto "compreensível" e que de fato poderia dar certo. Em 1955 já se discutia o lançamento de satélites receptores e repetidores de sinais para comunicação global, levando em consideração o formato esférico do planeta, que dificultava ou impossibilitava o alcance mundial das ondas de rádio por meio de simples estações terrestres.
A história do primeiro satélite começou em 1952 quando o Conselho Internacional de Uniões Científicas estabeleceu que entre julho de 1957 e dezembro de 1958 seria o Ano Internacional da Geofísica, no qual os cientistas queriam lançar satélites para mapear a superfície terrestre. Em 1955, o Governo Americano tinha planos para lançar um satélite e solicitou a institutos de pesquisa a colaboração para o desenvolvimento do projeto. Em 4 de outubro de 1957, entretanto, foi colocado em órbita, pela então União Soviética, o primeiro satélite artificial, o Sputnik 1, que tinha cerca de 60 centímetros de diâmetro e pesava aproximadamente 84 quilos e que levou cerca de 100 minutos para ser colocado em uma órbita elíptica ao redor da Terra. Esse fato marcou o início da corrida espacial entre União Soviética e Estados Unidos. Como um impressionante feito científico, o fato chamou a atenção do mundo todo, principalmente nos Estados Unidos, no qual temia-se a capacidade dos soviéticos de lançarem também mísseis balísticos. No dia 3 de novembro os soviéticos surpreenderam mais uma vez, com o lançamento do Sputnik 2, desta vez com o primeiro ser vivo a orbitar a Terra, a cadela Laika. Infelizmente, ela não poderia ser trazida viva de volta ao planeta, falecendo algumas horas depois de ter sido lançada, por falta de oxigênio.
Como uma reação ao avanço tecnológico russo, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos aprovou o financiamento para o desenvolvimento de outro projeto para colocar um satélite em órbita, iniciando assim o Programa Explorer, por meio do qual foi colocado em órbita o primeiro satélite artificial estadunidense, o Explorer I, em 31 de janeiro de 1958. Este satélite carregava uma série de instrumentos científicos que permitiram a descoberta do cinturão de radiação que existe em torno da Terra, chamado de Cinturão de Van Allen.
Em tempos de Guerra Fria era necessária a utilização do espaço para observar o território inimigo. Para isso foi criado o programa Sistema Militar de Satélites que, posteriormente, foi dividido em três programas separados: o Programa Discover; o SAMOS, sigla em inglês que, em tradução livre, significa Sistema de Observação de Satélites e Mísseis; e o MIDAS, que significa Sistema de Alarme de Defesa contra Mísseis. Os dois primeiros programas eram responsáveis por fazer o reconhecimento fotográfico dos países inimigos. No programa Discover foram feitos 38 lançamentos, com diversas conquistas tecnológicas alcançadas, como a estabilização das órbitas e as manobras feitas com comandos vindos da Terra. Esses satélites fotografavam o território inimigo e ejetavam cápsulas com gravações que voltavam à Terra e eram recuperadas, o que deu inicio à era do reconhecimento via satélite. O programa acabou oficialmente em 1962, mas na verdade continuou acontecendo, só que com outro nome, Corona, por meio do qual foram feitos mais de 145 satélites. O Programa SAMOS tinha basicamente a mesma função que o Discover, mas a diferença estava na forma de transmissão de dados. Nesses satélites, as imagens obtidas seriam transmitidas eletronicamente. Entretanto, o projeto durou pouco, porque a tecnologia ainda não era avançada o suficiente para fazer a transmissão correta e a criptografia das imagens. E por fim, o programa MIDAS tinha o objetivo de desenvolver satélites com sensores infravermelhos que permitiriam rastrear mísseis e testes nucleares. Depois de muitas falhas no lançamento, o programa permitiu a detecção de diversos mísseis soviéticos. No ano de 1966, foram detectados pelo programa 139 lançamentos de mísseis americanos e soviéticos. O último satélite foi lançado no mesmo ano, marcando o fim da missão.
Após o lançamento do Sputnik, começou-se a considerar os benefícios e lucros possíveis com o uso de satélites para comunicação. Em 1958, o satélite americano SCORE, que, em tradução livre, significa Equipamento de Retransmissão do Sinal de Comunicação, foi o primeiro a transmitir uma mensagem de volta para a Terra, que foi um discurso de "Paz na Terra, benevolência para o homem" por causa das comemorações de Natal daquele ano. Neste mesmo ano, inclusive, foi criada a NASA - Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço. A NASA criava projetos de satélites que somente retransmitiriam, sem amplificação, os sinais de comunicação, enquanto o Departamento de Defesa do país era responsável por criar satélites ativos, que amplificariam o sinal recebido, o que daria muito mais qualidade nas comunicações.
Em 1960, a empresa estadunidense de telecomunicações AT&T (sigla em inglês para American Telephone and Telegraph) pediu permissão para lançar um satélite experimental e em contrapartida, outra empresa, a RCA - Radio Corporation of America, também tinha projetos para colocar satélites em órbita. A primeira empresa saiu na frente e lançou, com o apoio da NASA, o Telstar 1 em 1962, que permitiu a transmissão de ligações telefônicas e de dados entre a Europa e a América do Norte. O satélite permitiu, ainda, a transmissão, pela primeira vez, do sinal de televisão para os dois continentes. Posteriormente, foram lançados outros satélites Telstar, mas apesar de ter tido uma vida útil de somente quatro meses o primeiro Telstar continua orbitando a Terra até hoje.
Em 1962, o primeiro satélite feito com uma cooperação internacional entre Reino Unido e Estados Unidos, o Ariel 1, foi colocado em órbita. No mesmo ano, ainda, foi lançado o primeiro satélite canadense, o Alouette 1. Em 1963 foi criada pelo congresso americano a COMSAT, ou, traduzindo, Corporação de Satélites de Comunicação, que visava fornecer serviços internacionais por meio de satélites e gerenciar os satélites americanos. Somente em 1964 foi colocado o primeiro satélite em órbita geoestacionária, o Syncon 3, um dos satélites que permitiram a transmissão das Olimpíadas de Tóquio, em 1964. No mesmo ano, ainda, foi criada a Intelsat, um consórcio entre quinze países para utilização de satélites para comunicação, e no ano seguinte o Intelsat I foi lançado, um dos primeiros satélites de comunicação em órbita geossíncrona, que fez a primeira transmissão ao vivo entre Europa e América do Norte, no ano seguinte.
A União Soviética também colocou em órbita, em 1965, os satélites Molniya, utilizados para comunicação, colocados em órbitas altamente elípticas. Em resposta à criação da Intelsat e da consequente dominação do mercado de comunicação de satélites mundial por países ocidentais, a União Soviética criou, juntamente com mais oito países socialistas, a Intersputnik em 1968. Enquanto isso, a Intelsat aumentava sua rede de satélites, o que possibilitou a transmissão simultânea para todo o mundo da alunissagem (uma espécie de aterrissagem na Lua, digamos) da Apollo 11 com três astronautas no dia 20 de julho de 1969. No mesmo ano, foi colocado em órbita o primeiro satélite alemão, o Azur, que em alemão significa "céu azul".
Em 1970 a China lançou seu primeiro satélite, o Dong Fang Hong 1 em seu próprio foguete, assim como fez o Japão no mesmo ano, lançando o satélite científico Ohsumi. No ano seguinte o Reino Unido lançou um satélite por um foguete próprio, fazendo do país o sexto a ter um veículo de lançamento próprio, depois da União Soviética, Estados Unidos, França, Japão e China. Desde então, vários países entraram na corrida espacial, lançando por meio de foguetes de outros países seus primeiros satélites, tal como fizeram a Holanda e a Espanha em 1974, a Índia no ano seguinte e a Indonésia em 1976. De 1978 a 1995 foram lançados os 24 satélites de uma constelação (grupo) que possibilitaram o surgimento do GPS – Global Positioning System, o sistema de posicionamento global americano, bem conhecido hoje em dia pela população mundial. Para controlar o impressionante crescimento da indústria de comunicações por meio de satélites foi necessária a alocação das frequências para a transmissão direta via satélite.
Assim surgiu a UIT - União Internacional de Telecomunicações, órgão da ONU - Organização das Nações Unidas, uma organização internacional responsável por convencionar e estabelecer os parâmetros de uso de frequências de ondas usadas na transmissão de sinais de satélites.
Na década de 1980, novas empresas de TV surgiram, introduzindo a transmissão 24 horas, como o canal de TV estadunidense CNN, na época uma empresa do americano Ted Turner, que utilizava satélites para transmissão direta de diversos canais de notícias, esportes e entretenimento. No ano de 1985 foi lançado o primeiro satélite brasileiro e latino americano, o BrasilSat A1 da Embratel, na época uma empresa estatal. O BrasilSat A1 foi feito para durar oito anos, mas permaneceu em serviço por 17 anos. Outros países também lançaram seus satélites, como a Bielorrússia (em 1981), o México (inicialmente Telecomm e posteriormente Satmex), a Suécia (em 1986) e Israel (em 1988, com foguete próprio). Em 1986, os soviéticos construíram a primeira estação espacial permanente, a Mir, que durou por 13 anos. No final da década, houve uma revolução na comunicação européia com o lançamento de satélites geoestacionários que transmitiam diretamente para os países do oeste do continente, sendo necessárias antenas menores para captar o sinal. Em 1990, o satélite Asiasat-1 apresentou um defeito nos propulsores e saiu de sua órbita original, até que uma nave espacial, o ônibus espacial americano, foi enviado para corrigir o defeito e, pela primeira vez, um satélite foi recolocado em órbita por outra nave. Esse mesmo satélite foi posteriormente comprado pela China, se tornando o primeiro satélite comercial do país.
Desde então o lançamento de satélites ao espaço continua crescendo e países de todos os continentes possuem satélites artificiais em órbita, o que impulsiona o mercado de comunicações global. A Intelsat, que já possuía representantes de 143 países, foi privatizada numa votação unânime. Posteriormente, na década de 2000, a Intelsat e a PanAm Sat se uniram, numa gigantesca fusão que deu origem à nova Intelsat, na época a maior operadora de satélites do mundo, com mais de 50 satélites em órbita.
Em 2009 ocorreu a primeira colisão registrada entre dois satélites, o russo Kosmos-2251 e o americano Iridium 33, que aconteceu a cerca de 800 quilômetros sobre a Sibéria, na Rússia. Até 2009 já foram mais de 4.900 lançamentos e somente 6% dos satélites que continuam em órbita estão em funcionamento pleno. Muitas explosões e fragmentações aconteceram durante diversos lançamentos, o que resultou na formação de destroços espaciais. Estima-se que mais de 20.000 fragmentos maiores que dez centímetros orbitam o planeta Terra, e mais de 600.000 fragmentos maiores que um centímetro. A colisão desses objetos com naves espaciais e satélites pode causar danos irreparáveis e comprometer a segurança dos seus sistemas de controle.
EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA
Logo acima, um satélite sendo preparado para um teste térmico, no solo, antes do seu lançamento. De modo geral, os satélites são submetidos a vários tipos diferentes de testes antes de seus lançamentos. Logo abaixo, técnicos da empresa francesa Thales, fabricando os satélites da empresa de telefonia por satélite Globalstar, que, aliás, já foram lançados e estão em órbita.
Desde o início da era espacial, já foram realizados milhares de lançamentos de satélites por diversos países, orientais inclusive, mas a maioria já está desativada porque sua respectiva vida útil está esgotada. Aliás, este tem sido um dos principais desafios enfrentados pelos grandes fabricantes de satélites e pelas empresas de telecomunicações por satélite, a necessidade de aumentar a vida útil deles.
Quando ocorrem falhas no veículo lançador, geralmente foguetes, ou no próprio satélite, os aparelhos inteiros, ou partes destes, podem orbitar o planeta por tempo indefinido, formando o lixo espacial. Tecnicamente, esses objetos também são satélites, embora o termo por si só seja usado com mais frequência para se referir ao aparelho que foi colocado em órbita para exercer uma função específica e está desempenhando essa função.
Apesar dos satélites terem as mais variadas funções, geralmente eles possuem partes em comum, fixadas ou embutidas em sua estrutura básica. Por exemplo: Todos os satélites em órbita precisam de energia, por isso praticamente todos eles possuem painéis solares para geração de energia. Todos eles também devem ser controlados a partir de estações terrestres, para isso são necessárias as antenas para comunicação e controle, através das quais é feita a emissão e recepção de sinais de controle. Outro dispositivo muito comum em satélites, praticamente todos eles possuem, é o transponder, ele recebe sinais emitidos da Terra ou de outros satélites no espaço e também emite sinais para antenas aqui na Terra ou para outros satélites no espaço.
Grande parte dos satélites operacionais em órbita é destinada a telecomunicações, por meio da transmissão de sinal de TV, rádio, ligações telefônicas e outros serviços, incluindo Internet. A principal vantagem da utilização dos satélites é a cobertura global quase ilimitada que podem oferecer, sem as limitações físicas de acesso a que estão sujeitos os clientes de empresas que prestam serviços de telefonia fixa e TV a cabo, por exemplo. O satélite pode oferecer ao cliente das empresas de telecomunicações por satélite o acesso à TV aberta, TV paga, transmissão de voz (ligações telefônicas) e dados (Internet, inclusive) sem necessidade de complexa infraestrutura de fibra ótica, cabo coaxial e cabo par de cobre, economicamente viável apenas dentro de cidades.
Dependendo da função, os satélites são colocados em órbitas de diferentes altitudes e configurações. Os satélites de telecomunicações, por exemplo, encontram-se principalmente na órbita geoestacionária, a uma altitude de cerca de 36.000 quilômetros, ou, mais precisamente, de cerca de 35.800 quilômetros, enquanto satélites que fotografam a superfície do planeta (sensoriamento remoto, por exemplo) ficam entre 100 e 200 quilômetros acima da superfície. Atualmente, em todos os dias de céu claro, bem após o anoitecer ou pouco antes do amanhecer, é possível observar a olho nu a discreta luz emitida por satélites mais próximos da Terra, quando eles refletem a luz solar, o que faz com que tenham um curioso aspecto de ponto luminoso percorrendo o céu estrelado, para o observador aqui no chão.
ASPECTOS TÉCNICOS
Logo acima, a estação de controle de satélites da Intelsat, na Alemanha. A Intelsat tem várias estações como essa, espalhadas pelo planeta. Logo abaixo, ilustração simplificada do experimento mental de Newton. Essa pode ser considerada a raiz das demais teorias relacionadas à tecnologia de lançamento de satélites, que atualmente poucos países dominam..
De modo geral, as ondas de rádio são meios físicos, geralmente invisíveis ao olho humano, mas não muito distantes do espectro eletromagnético visível que chamamos de luz, usados para transmissão a distância, e sem uso de cabos e fios, de imagens, sons e dados usados por empresas de TV, de rádio, de telefonia e de Internet para a prestação de seus serviços. Geralmente, as ondas eletromagnéticas usadas em telecomunicações por satélites são chamadas de microondas, com faixa de frequência bem acima de 300 Megahertz, incluindo a banda C, a banda Ku e a banda Ka, por exemplo.
Todos os tipos de ondas usadas em telecomunicações por satélite fazem parte do espectro eletromagnético, elas estão em faixas de frequência de radiação eletromagnética, conhecidas também por ondas de rádio. Essas ondas de rádio não visíveis ao olho humano. Traduzindo isso numa linguagem mais simples, elas são primas da luz visível, lembrando que a luz infravermelha e a luz ultravioleta também são consideradas luz, embora não visíveis ao olho humano.
As ondas de rádio são meios físicos usados para transmissão de voz, imagens, som e dados por longas distâncias. Os satélites artificiais usados em telecomunicações, conhecidos também como SATCOM´s, recebem, amplificam e redirecionam o sinal de rádio recebido das estações de telecomunicações de empresas de telecomunicações ou antenas-cliente no solo ou embarcadas em navios, barcos, plataformas petrolíferas, automóveis, trens e aeronaves.
Embora a grande maioria dos satélites atuais possuam painéis solares e baterias para manter energizados seus sistemas elétricos e eletrônicos, também existem satélites com pequenos reatores nucleares embarcados, embora sejam mais raros.
Os sistemas de telecomunicações por satélite que utilizam satélites LEO - Low Earth Orbit, como Iridium e Globalstar, por exemplo, não sofrem o problema de delay, portanto esses sistemas são mais adequados para transmissão de voz, enquanto os sistemas baseados em satélites geoestacionários como, por exemplo, Intelsat e Star One, são mais adequados para transmissão de quantidade ou volume maior de dados.
Todo satélite é montado com instrumentos especiais para executar sua função no espaço. Além de instrumentos específicos, todos os satélites têm subsistemas básicos, ou seja, grupos de aparelhos ou dispositivos comuns ou similares a todos eles ou à maioria deles, que fazem os instrumentos trabalharem juntos para manter o satélite em funcionamento. Um exemplo importante é o subsistema de energia, responsável por captar a luz do sul e convertê-la em energia elétrica para todos os outros sistemas. Entretanto, cada subsistema é criado, montado e testado individualmente. Depois de concluídos os testes, cada um dos subsistemas é instalado no satélite até que se complete a montagem do satélite, com todos os subsistemas integrados. Posteriormente, o satélite já montado é submetido a testes em condições que reproduzem àquelas que serão encontradas no espaço, muito frio e muito calor. Somente depois de passar por todos os testes rigorosos é que o satélite pode ser lançado.
Atualmente, após lançado ao espaço, é praticamente impossível tecnicamente e inviável economicamente resgatar um satélite em órbita. Por isso a necessidade de seleção bem criteriosa de fornecedores de peças e partes usadas na montagem de satélites. Se um satélite falha em órbita o prejuízo é uma certeza. Por isso um satélite tem preço elevado, ele passa por fases de criação, desenvolvimento, fabricação e testes que envolvem um alto grau de conhecimento e experiências acumuladas, passa por processos metódicos de montagem e rigoroso controle de qualidade pós produção, com testes em solo inclusive. Tudo isso tem preço elevado.
Um satélite geoestacionário de telecomunicações, por exemplo, deve ser muito eficiente na geração, na distribuição e no gasto de energia elétrica. A maioria deles opera com até 5.000 watts de potência. A grosso modo, apenas para efeito didático de comparação, isso equivale ao consumo de um chuveiro de água bem quente, usado na maioria das residências aqui no Brasil.
Um satélite de telecomunicações moderno usado por empresas de telecomunicações, por exemplo, incluindo TV aberta, TV paga e transmissão de voz e dados (incluindo Internet), tem vida útil estimada entre 10 e 15 anos, em funcionamento pleno, ou até um pouco mais, apenas na função de satélite de reserva, para eventualidades.
OS LANÇAMENTOS
Logo acima, a joia, o satélite geoestacionário de telecomunicações Sky Brasil 1, de propriedade da empresa americana de TV por Assinatura DirecTV Group, usado pela sua subsidiária, a operadora brasileira Sky Brasil, para prestação dos seus serviços. Logo abaixo, o porta joias, o veículo lançador de satélites Ariane 5, usado para o lançamento desse satélite.
Para explicar o movimento atual da grande maioria dos satélites em torno da Terra é preciso entender a teoria que Isaac Newton criou no século XVIII. Ele imaginou um canhão no topo de uma montanha apontado na direção quase paralela à superfície da Terra. Ignorando-se o efeito de arrasto aerodinâmico da atmosfera, o projétil iria até uma certa distância e depois cairia na Terra, por atração gravitacional. Lançando-se o mesmo projétil com poder de fogo maior, resultando em uma velocidade maior, o objeto cairia a uma distância maior, ainda por atração gravitacional. Aumentando-se cada vez mais a velocidade do objeto, ou a potência / força de lançamento dele, chegaria um ponto em que o projétil já não mais atingiria a superfície do planeta, e descreveria uma órbita circular. Mas isso não significa que a gravidade não está agindo, pois é ela que faz a trajetória ser curva, assim diz-se que o objeto está em contínua queda livre. Em outras palavras, a gravidade da Terra faria com que a trajetória do objeto fosse curva e, se a velocidade dele fosse suficiente, esta curva não atingiria a superfície do planeta nunca, lembrando que trata-se de uma teoria. Se a velocidade do projétil fosse ainda maior, ele passaria a descrever uma órbita elíptica e, se a velocidade fosse ainda maior, o projétil escaparia da influência da gravidade do planeta.
O cientista alemão Johannes Kepler formulou, no século XVII, as três leis do movimento planetário. A primeira lei, que diz que todos os planetas orbitam o Sol numa trajetória elíptica, sendo que o Sol se localiza em um dos focos dessa elipse, pode ser aplicada aos satélites sendo que o planeta ocupa um dos focos dessa elipse. A segunda lei que diz que uma linha imaginária feita do centro do Sol ao centro do planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais é também aplicada aos satélites artificiais, pois no perigeu (ponto mais próximo do astro) a velocidade do satélite é maior e no apogeu (ponto mais distante do astro) a velocidade é menor. E por fim, a terceira lei de Kepler, que afirma que a razão entre os quadrados dos períodos dos planetas é igual à razão dos cubos das distâncias médias ao Sol é obedecida pelos satélites que orbitam planetas ou qualquer objeto celeste.
Existem diversas forças e fatores que alteram ou perturbam a órbita de um satélite e para que o mesmo continue exercendo suas funções normais, é necessária a correção da trajetória. Alguns motivos de perturbação são causados por forças gravitacionais. A Terra não é uma esfera perfeita, na verdade o planeta tem um formato geoide, e por isso a aceleração gravitacional pode ser ligeiramente maior em algumas regiões e um pouco menor em outras, o que altera a trajetória do satélite que está orbitando o planeta. Outros corpos, como o Sol e a Lua também exercem influência gravitacional sobre os satélites, fazendo com que se desviem discretamente de suas órbitas originais, dando origem ao efeito do terceiro corpo.
Outros fatores que não são de origem gravitacional devem ser considerados quando um satélite é colocado em órbita. O principal deles é o arrasto aerodinâmico causado pela atmosfera terrestre em satélites de órbita baixa, que é causado pela colisão dos satélites com as moléculas do ar (que embora esteja numa altitude na qual o ar é muito rarefeito, ainda assim as poucas moléculas de ar estão lá e provocam arrasto), que faz com que eles percam velocidade e, consequentemente, altitude. Esse efeito acontece sobre os satélites da órbita terrestre baixa, onde a densidade da atmosfera e a velocidade do corpo que orbita o planeta Terra é maior. A radiação eletromagnética emitida pelo Sol dá origem a um efeito chamado de pressão de radiação, que consiste na força que a incidência dessas ondas exercem sobre um corpo, e essa força dá origem a um movimento que tira discretamente o satélite de sua órbita original. A intensidade dessa força é diretamente proporcional a área e inversamente proporcional ao peso do satélite, por isso, satélites maiores e mais leves são mais afetados por esse efeito, embora os satélites maiores e mais pesados sejam a maioria, por uma razão óbvia.
Uma razão para alterar temporariamente a órbita de um satélite são os destroços espaciais. A colisão entre dois satélites de órbita LEO – Low Earth Orbit , ou órbita terrestre baixa, em 2009, por exemplo, liberou pelo menos 2.500 peças ou destroços no espaço, que se juntaram aos mais de 18.000 objetos ou destroços que já estavam em órbita e são monitorados constantemente, para evitar uma nova colisão que causaria a liberação de ainda mais destroços espaciais. As manobras são feitas com os propulsores dos satélites, cujo principal propelente utilizado é a hidrazina, que os direcionam de volta à orbita desejada ou para uma nova, conforme recebe os comandos das centrais de controle aqui na Terra. Essas manobras acontecem seguindo-se dois eixos principais de referência. A primeira delas é a manobra perpendicular ao plano orbital, que é utilizada para mudar a inclinação da órbita e a segunda é a manobra realizada no plano orbital, que acelera ou desacelera o satélite, colocando-o numa órbita mais alta ou mais baixa, respectivamente.
Quando um satélite deixa de executar suas funções, ele deve ser retirado de órbita ou colocado em uma órbita que não ofereça riscos a outros satélites. Para satélites na órbita terrestre baixa, o satélite deve ser colocado em uma órbita que com o arrasto causado pela atmosfera, faça com que o satélite caia na Terra antes de 25 anos. Geralmente durante a reentrada o satélite se desintegra e / ou derrete, e o risco de uma peça atingir um ser humano é menor do que um em 10.000. Outra opção é colocar o satélite numa órbita destinada a satélites que já não operam mais. Foram estabelecidas quatro órbitas para essa função que ficam em altitudes menos utilizadas por outros satélites, entre elas as chamadas órbitas cemitério, a cerca de 36.500 quilômetros de altitude.
MERCADO
Outra grande operadora de TV por Assinatura via satélite é a americana Dish Network, com mais de 14 milhões de assinantes, a maioria nos Estados Unidos.
Os valores envolvidos são realmente muito altos, somente grandes corporações de telecomunicações, bem capitalizadas, conseguem comprar e operar satélites. Em números aproximados, apenas para se ter uma ideia razoável do custo de um satélite híbrido de grande porte para telecomunicações, com dezenas de transponders de várias bandas de telecomunicações, entre elas a banda C (a maioria para TV aberta), banda Ku (a maioria para TV paga) e banda Ka (a maioria para Internet), com peso no solo entre 2.500 kg e 5.000 kg, paga-se entre US$ 100 milhões e US$ 300 milhões, excluindo os custos de lançamento e seguro, que são cobrado a parte. A maior parte das lançadoras de satélites do mundo ocidental está cobrando entre US$ 30 milhões e US$ 50 milhões para lançar um satélite de telecomunicações em órbita geoestacionária, dependendo do peso do aparelho.
De um ponto de vista, o mercado de satélites compete com o mercado de telecomunicações por cabos submarinos com fibras óticas embutidas neles, submersos nos leitos dos grandes oceanos. A transmissão de dados por fibra ótica e extremamente eficiente, porém, olhando por outro ângulo, esse mercado é limitado aos centros urbanos, às áreas urbanas, com maior concentração de residências, comércio e indústrias. Assim, as regiões menos habitadas do planeta, incluindo propriedades rurais não atendidas pela fibra ótica, são mercados potenciais para as operadoras de satélites, incluindo TV aberta (grandes antenas parabólicas), TV paga (pequenas antenas parabólicas), transmissão de dados, incluindo Internet, por meio de antenas parabólicas para comunicação bidirecional.
Outro aspecto relevante, a transmissão de sinais de TV por meio de satélites é tão ou mais eficiente economicamente que a transmissão por cabo, por uma razão de economia de escala, mesmo em áreas urbanas servidas por TV a cabo. Isso explica porque as operadoras de satélites que distribuem TV paga conseguem sobreviver em meio à competição entre as operadoras de TV a cabo, que oferecem simultaneamente TV por assinatura, telefone fixo e acesso à Internet por preços razoáveis.
Com o passar dos anos, as empresas de telecomunicações enxergaram outros nichos de mercado. Nos Estados Unidos e no Brasil, por exemplo, já há operadoras de satélites que oferecem entre 1 Megabits e 10 Megabits na transmissão de dados para acesso à Internet, por preços razoáveis, para moradores de propriedades rurais, entre elas a HughesNet e a Yahsat.
Somente algumas fabricantes dominam atualmente a altíssima tecnologia de criação, desenvolvimento e fabricação de satélites para fins comerciais, entre elas a americana Orbital ATK / Orbital Sciences, a Boeing, a americana Loral / Maxar, a franco-italiana Thales Alenia, a estatal israelense IAI - Israel Aerospace Industries e a europeia Astrium, esta de propriedade da Airbus Group.
O mesmo acontece com as fabricantes de foguetes lançadores de satélites, também poucas dominam essa tecnologia, entre elas a Boeing, com o grande lançador Delta; a joint venture ULA - United Launch Alliance, parceria da Boeing com a Lockheed Martin, com o grande lançador Atlas; a Airbus Group, com o grande lançador Ariane; a Orbital ATK / Orbital Sciences, com vários lançadores de tamanhos e capacidades diferentes; a japonesa Mitsubishi, com o grande lançador H-II; a americana SpaceX, com o grande lançador Falcon; e a joint venture russo-americana ILS, com o grande lançador Proton.
A tendência de longo prazo é que os satélites assumam definitivamente um importante papel coadjuvante no mercado mundial de telecomunicações, oferecendo acesso à TV aberta, TV paga, voz e dados (incluindo Internet) para clientes pessoas jurídicas e pessoas físicas que estão localizados e que moram fora dos centros urbanos. Em alguns casos, as operadoras de telefonia fixa por meio de cabo par de cobre que prestam serviços dentro de cidades tendem a complementar os seus serviços para clientes urbanos com TV paga via satélite. Este é o caso das operadoras Oi e Vivo / Telefônica no Brasil, que oferecem a Oi TV e a Vivo TV, respectivamente.
LANÇAMENTO DE SATÉLITES
GALERIA DE IMAGENS
Imagem do lançamento do protótipo 2 do VLS-1, o Veículo Lançador de Satélites do Brasil, na Base de Lançamentos de Alcântara, no Maranhão. Houve uma falha no sistema pirotécnico desse foguete, que teve como consequência a explosão do veículo e a consequente perda da carga útil a bordo. Logo abaixo, parte da base de lançamentos brasileira foi reformada após um acidente grave em 2003, com 21 mortes de técnicos na plataforma de lançamento.
Logo acima, imagem do lançamento da sonda espacial indiana Mangalyaan, que custou US$ 74 milhões e foi lançada com sucesso para orbitar Marte. A Índia é, atualmente, um dos países em desenvolvimento que dominam a tecnologia espacial. Logo abaixo, o veículo lançador de satélites Longa Marcha, da China, também uma grande prestadora de serviços de lançamento.
Logo acima, uma imagem folclórica e surreal: Na década de 1970, os satélites indianos eram transportados em carroças puxadas por animais de tração, literalmente. Atualmente, o Programa Espacial Indiano é realmente um sucesso e tem custos mais baixos que os demais programas espaciais de países desenvolvidos. Se hoje em dia alguém tentasse imitar essa imagem do programa espacial indiano teria sua sanidade mental questionada porque satélites são joias de altíssima tecnologia, de altíssimo valor agregado, que custam dezenas ou centenas de milhões de dólares... Logo acima, partes de foguetes transportados em bicicletas, literalmente...
VEJA TAMBÉM
SATÉLITES (TELECOMUNICAÇÕES)
SATÉLITES NATURAIS
INTRODUÇÃO
Logo acima, o satélite geoestacionário Star One C3, da Star One, uma subsidiária da empresa brasileira Embratel. O Star One C3 foi fabricado pela americana Orbital Sciences, conhecida atualmente como Orbital ATK. Ele transmite sinal de TV, voz e dados para clientes no Brasil. Logo abaixo, outro exemplo de satélite mutibanda, o Eutelsat 65W, da empresa francesa Eutelsat, a terceira maior operadora de satélites do mundo. Ele transmite sinais de TV aberta, TV paga e Internet para o território brasileiro e países vizinhos, inclusive para a operadora de banda larga HughesNet.
A rigor e de modo geral, satélite é qualquer corpo, natural ou artificial, sem luz própria, que orbita (circula ou circunda) ou gravita sistematicamente no espaço, periodicamente ou não, em torno de outro corpo de massa preponderante, geralmente de tamanho e / ou volume muito maior, este quase sempre com alguma influência física sobre o comportamento do satélite. A Lua, por exemplo, é o satélite natural da Terra.
A rigor e de modo geral, satélite é qualquer corpo, natural ou artificial, sem luz própria, que orbita (circula ou circunda) ou gravita sistematicamente no espaço, periodicamente ou não, em torno de outro corpo de massa preponderante, geralmente de tamanho e / ou volume muito maior, este quase sempre com alguma influência física sobre o comportamento do satélite. A Lua, por exemplo, é o satélite natural da Terra.
A denominação formal e científica usada para denominar satélites criados, desenvolvidos, fabricados e lançados pelo ser humano, para fins econômicos ou puramente científicos, para fins militares e / ou governamentais, é satélite artificial. Porém, é muito comum, até no meio empresarial e pela população em geral, usar a expressão satélite, para denominar satélites artificiais.
As sondas e os telescópios espaciais também são considerados satélites artificiais. Eles também são criados, desenvolvidos, construídos e lançados pelo ser humano, todos eles, pelo que se sabe até agora, para fins puramente científicos e exploratórios. Porém, as sondas e os telescópios espaciais tem uma missão específica, diferente, fazer a exploração espacial, e, em alguns casos, levar mensagens pacíficas para eventuais ou supostas civilizações extraterrestres.
De modo geral, o satélite artificial é um aparelho ou equipamento fabricado pelo ser humano e colocado em órbita do planeta Terra, por meio de foguetes ou ônibus espaciais, quase sempre para cumprir uma tarefa específica, quase sempre de longo prazo, incluindo telecomunicações (transmissão de dados, por exemplo), de posicionamento global / localização (GPS, por exemplo), de meteorologia, de sensoriamento remoto (CBERS, parceria da China com o Brasil, por exemplo), ou militar (incluindo espionagem, comunicação altamente criptografada e segurança governamental).
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
O satélite artificial é um aparelho eletrônico ou equipamento destinado a telecomunicações, meteorologia, sensoriamento remoto e navegação, uma sonda ou laboratório que, de modo geral, orbita um corpo celeste ou percorre uma trajetória programada pelo espaço para fins exploratórios, neste caso as sondas espaciais, por exemplo. Os tipos mais comuns de satélites artificiais são os satélites de comunicação, os satélites meteorológicos e os satélites de navegação, neste caso os satélites do sistema GPS - Global Positioning System, por exemplo. De modo geral, os satélites não são tripulados, com pouquíssimas exceções, como a ISS - International Space Station, ou, traduzindo, Estação Espacial Internacional, que, como o próprio nome diz, é o resultado de um consórcio internacional de governos mundiais para a exploração puramente científica do espaço.
Do ponto de vista puramente conceitual, existem alguns tipos de satélites artificiais criados, desenvolvidos, fabricados e lançados pelo ser humano, cada sistema ocupando sua órbita própria e uma faixa de frequência própria para transmissão de sinais:
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
O satélite artificial é um aparelho eletrônico ou equipamento destinado a telecomunicações, meteorologia, sensoriamento remoto e navegação, uma sonda ou laboratório que, de modo geral, orbita um corpo celeste ou percorre uma trajetória programada pelo espaço para fins exploratórios, neste caso as sondas espaciais, por exemplo. Os tipos mais comuns de satélites artificiais são os satélites de comunicação, os satélites meteorológicos e os satélites de navegação, neste caso os satélites do sistema GPS - Global Positioning System, por exemplo. De modo geral, os satélites não são tripulados, com pouquíssimas exceções, como a ISS - International Space Station, ou, traduzindo, Estação Espacial Internacional, que, como o próprio nome diz, é o resultado de um consórcio internacional de governos mundiais para a exploração puramente científica do espaço.
Do ponto de vista puramente conceitual, existem alguns tipos de satélites artificiais criados, desenvolvidos, fabricados e lançados pelo ser humano, cada sistema ocupando sua órbita própria e uma faixa de frequência própria para transmissão de sinais:
- Satélites de telecomunicações, conhecidos também pelo acrônimo SATCOM's. Eles são o tipo mais comum de satélites artificiais. São centenas deles em órbita da Terra, literalmente, a maioria deles na chamada órbita geoestacionária, utilizados predominantemente na transmissão de sinais eletromagnéticos para TV aberta, TV paga, rádio (geralmente músicas ou notícias), voz (telefonia) e dados (geralmente Internet). Geralmente, os satélites de telecomunicações usam frequências mais altas para sua transmissão, as chamadas microondas, acima de 1 GHz ou gigahertz, geralmente com médias ou altas taxas de transmissão de dados. Os satélites geoestacionários estão posicionados a cerca de 36.000 quilômetros de altitude do nosso planeta, mas como eles orbitam o planeta a cada 24 horas então conseguem se manter relativamente fixos em relação aos usuários fixos aqui no planeta;
- Satélites de navegação. São utilizados para determinar posições e velocidades dos usuários em relação ao solo do nosso planeta. Entre eles estão os satélites NAVSTAR do sistema militar GPS - Global Positioning System, que é um sistema mantido pelo Governo Americano; os satélites do sistema civil Galileo, que é um sistema mantido pela União Europeia de países, atualmente em fase de implantação, com 30 satélites programados e dezenas deles já em órbita; o sistema militar Compass, da China, em fase de implementação; e o sistema militar Glonass, da Rússia, já em órbita e em funcionamento. Todos esses sistemas de navegação permitem ou permitirão que pessoas e veículos em solo, na água e no ar possam se manter orientados em relação a sua posição geográfica;
- Satélites de prospecção. São os satélites artificiais que fornecem informações sobre o uso do solo e sobre a distribuição dos recursos naturais (principalmente hídricos e minerais) sobre a extensão do planeta, principalmente sobre a crosta terrestre. Há quem diga que existem tecnologias, sigilosas ou não, militares ou civis, dependendo de cada caso, que vão além da identificação dos recursos naturais disponíveis na camada mais superficial do solo. Assim, as nações tecnologicamente mais avançadas já saberiam o que há de valioso em praticamente cada metro quadrado da crosta terrestre do planeta, mas preferem, por algum motivo, manter essas informações classificadas, ou seja, sigilosas;
- Satélites meteorológicos. São satélites que coletam informações sobre o clima do planeta, são aqueles utilizados para coleta de informações em tempo real sobre a atmosfera do planeta e sobre o solo. De modo geral, esses satélites possuem dispositivos eletrônicos chamados radiômetros, que medem a radiação infravermelha emitida pelas nuvens, pelos mares, rios, lagos e pelo solo. Esses dados são processados por computadores que disponibilizam o conteúdo processado por meio de interfaces (telas) que exibem imagens que dão uma noção ao usuário sobre o clima do planeta, incluindo o formato, altitude e temperatura das nuvens, temperaturas dos solos e do mares, velocidade dos ventos e umidade do ar;
- Sondas e telescópios espaciais. São instrumentos ou equipamentos usados para pesquisa científica. As sondas espaciais são naves não tripuladas, controladas remotamente ou autônomas, neste caso pré-programadas, projetadas para executar uma missão espacial específica, como, por exemplo, pesquisar o Sol, a Lua ou os planetas do Sistema Solar. As pesquisas são realizadas por meio de amostragem ou por meio de registro de imagens, quando, por exemplo, partes mais ou menos autônomas das sondas se separam e pousam em planetas, como o caso do robô Opportunity, por exemplo, que pousou em Marte em 2004 e passou cerca de 15 anos em atividades exploratórias no planeta vermelho. Entre os exemplos de sondas espaciais estão a Pionner e a Voyager, que estão entre as pioneiras da exploração espacial. Já os telescópios espaciais executam missões semelhantes, mas, geralmente, não pousam em locais pré-programados, apenas registram imagens de corpos celestes e não costumam se afastar muito do planeta Terra. De modo geral, as sondas espaciais e os telescópios espaciais medem os campos magnéticos, os níveis de radiação, as temperaturas e as pressões superficiais e atmosféricas dos corpos celestes em estudo, embora o foco principal dos telescópios seja o registro de imagens. Entre os exemplos mais comuns e mais conhecidos de telescópios está o Hubble, em órbita baixa da Terra, o mais bem sucedido telescópio já lançado, com milhares de imagens registradas.
- Estações espaciais. Também são usadas para pesquisa científica. Geralmente, elas estão em órbita baixa do planeta Terra e são tripuladas por humanos.
HISTÓRIA
Logo acima, o Sputnik 1, o primeiro satélite colocado em órbita no espaço pelo ser humano em 1957. Uma invenção da então União Soviética. Era um satélite experimental, colocado em órbita para testar a viabilidade técnica dos satélites artificiais. Logo abaixo, o Telstar 1, o primeiro satélite de telecomunicações lançado ao espaço pelo ser humano, em 1962. Foi propriedade da empresa de telecomunicações americana AT&T.
As primeiras ideias ou imaginações sobre satélites surgiram no século XVIII com as teorias sobre gravitação de Isaac Newton. No século seguinte diversos escritores de ficção científica propuseram novos conceitos, ideias ou imaginações sobre satélites, até que no século XX os cientistas e governos perceberam a real possibilidade e utilidade de tais aparelhos em órbita. Com base em diversos estudos e testes, foi lançado pelos soviéticos em 1957 o primeiro satélite artificial da história, o Sputnik 1, o que, em tempos de Guerra Fria, marcou o início da corrida espacial. Desde então foram lançados milhares de satélites de diversos tipos: satélites de telecomunicações ou comunicações, satélites astronômicos, satélites militares e satélites meteorológicos, sondas e telescópios espaciais, entre outros.
O pioneiro em imaginar ou fazer abertamente suposições sobre a possibilidade de colocar corpos em órbita foi o cientista inglês Isaac Newton, que em 1729 publicou um livro contendo ideias de como lançar um satélite em órbita por meio do experimento mental de um canhão no alto de uma montanha. Acredita-se também que o escritor estadunidense Edward Everett Hale tenha sido o primeiro a propor o conceito de satélite artificial em 1899 no livro A Lua de Tijolos. Em 1865 o famoso escritor francês Júlio Verne publicou o livro Da Terra à Lua, descrevendo uma missão tripulada no satélite natural da Terra, cujo transporte seria feito pelo canhão Columbiad. Essa obra, mesmo sendo de ficção científica, possui detalhes técnicos que, inclusive, revelam algumas semelhanças ou analogias com a missão Apollo 11, lançada em 1969. Em 1887, o autor inglês H. G. Wells escreveu, e em 1901 publicou, o livro Os Primeiros Homens na Lua, que introduziu o conceito de utilização de satélites em órbita polar para comunicação. Em 1903 o físico russo Konstantin Tsiolkovsky publicou teorias possíveis de serem aplicadas para colocar satélites em órbita, por meio de foguetes, inclusive sobre como realizar cálculos das velocidades necessárias para colocar satélites em órbita. Alguns anos depois, em 1914, o inventor estadunidense Robert Goddard patenteou o primeiro projeto de um foguete de combustão.
Daí em diante as especulações em relação ao lançamento de satélites por meio de foguetes só aumentavam. Em 1923, por exemplo, o cientista romeno Herman Oberth publicou artigos indicando a utilidade prática de estações espaciais na órbita da Terra. Em 1946 as Forças Armadas dos Estados Unidos criaram um projeto para lançar uma nave espacial em órbita da Terra, o qual foi o primeiro projeto "compreensível" e que de fato poderia dar certo. Em 1955 já se discutia o lançamento de satélites receptores e repetidores de sinais para comunicação global, levando em consideração o formato esférico do planeta, que dificultava ou impossibilitava o alcance mundial das ondas de rádio por meio de simples estações terrestres.
A história do primeiro satélite começou em 1952 quando o Conselho Internacional de Uniões Científicas estabeleceu que entre julho de 1957 e dezembro de 1958 seria o Ano Internacional da Geofísica, no qual os cientistas queriam lançar satélites para mapear a superfície terrestre. Em 1955, o Governo Americano tinha planos para lançar um satélite e solicitou a institutos de pesquisa a colaboração para o desenvolvimento do projeto. Em 4 de outubro de 1957, entretanto, foi colocado em órbita, pela então União Soviética, o primeiro satélite artificial, o Sputnik 1, que tinha cerca de 60 centímetros de diâmetro e pesava aproximadamente 84 quilos e que levou cerca de 100 minutos para ser colocado em uma órbita elíptica ao redor da Terra. Esse fato marcou o início da corrida espacial entre União Soviética e Estados Unidos. Como um impressionante feito científico, o fato chamou a atenção do mundo todo, principalmente nos Estados Unidos, no qual temia-se a capacidade dos soviéticos de lançarem também mísseis balísticos. No dia 3 de novembro os soviéticos surpreenderam mais uma vez, com o lançamento do Sputnik 2, desta vez com o primeiro ser vivo a orbitar a Terra, a cadela Laika. Infelizmente, ela não poderia ser trazida viva de volta ao planeta, falecendo algumas horas depois de ter sido lançada, por falta de oxigênio.
Como uma reação ao avanço tecnológico russo, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos aprovou o financiamento para o desenvolvimento de outro projeto para colocar um satélite em órbita, iniciando assim o Programa Explorer, por meio do qual foi colocado em órbita o primeiro satélite artificial estadunidense, o Explorer I, em 31 de janeiro de 1958. Este satélite carregava uma série de instrumentos científicos que permitiram a descoberta do cinturão de radiação que existe em torno da Terra, chamado de Cinturão de Van Allen.
Em tempos de Guerra Fria era necessária a utilização do espaço para observar o território inimigo. Para isso foi criado o programa Sistema Militar de Satélites que, posteriormente, foi dividido em três programas separados: o Programa Discover; o SAMOS, sigla em inglês que, em tradução livre, significa Sistema de Observação de Satélites e Mísseis; e o MIDAS, que significa Sistema de Alarme de Defesa contra Mísseis. Os dois primeiros programas eram responsáveis por fazer o reconhecimento fotográfico dos países inimigos. No programa Discover foram feitos 38 lançamentos, com diversas conquistas tecnológicas alcançadas, como a estabilização das órbitas e as manobras feitas com comandos vindos da Terra. Esses satélites fotografavam o território inimigo e ejetavam cápsulas com gravações que voltavam à Terra e eram recuperadas, o que deu inicio à era do reconhecimento via satélite. O programa acabou oficialmente em 1962, mas na verdade continuou acontecendo, só que com outro nome, Corona, por meio do qual foram feitos mais de 145 satélites. O Programa SAMOS tinha basicamente a mesma função que o Discover, mas a diferença estava na forma de transmissão de dados. Nesses satélites, as imagens obtidas seriam transmitidas eletronicamente. Entretanto, o projeto durou pouco, porque a tecnologia ainda não era avançada o suficiente para fazer a transmissão correta e a criptografia das imagens. E por fim, o programa MIDAS tinha o objetivo de desenvolver satélites com sensores infravermelhos que permitiriam rastrear mísseis e testes nucleares. Depois de muitas falhas no lançamento, o programa permitiu a detecção de diversos mísseis soviéticos. No ano de 1966, foram detectados pelo programa 139 lançamentos de mísseis americanos e soviéticos. O último satélite foi lançado no mesmo ano, marcando o fim da missão.
Após o lançamento do Sputnik, começou-se a considerar os benefícios e lucros possíveis com o uso de satélites para comunicação. Em 1958, o satélite americano SCORE, que, em tradução livre, significa Equipamento de Retransmissão do Sinal de Comunicação, foi o primeiro a transmitir uma mensagem de volta para a Terra, que foi um discurso de "Paz na Terra, benevolência para o homem" por causa das comemorações de Natal daquele ano. Neste mesmo ano, inclusive, foi criada a NASA - Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço. A NASA criava projetos de satélites que somente retransmitiriam, sem amplificação, os sinais de comunicação, enquanto o Departamento de Defesa do país era responsável por criar satélites ativos, que amplificariam o sinal recebido, o que daria muito mais qualidade nas comunicações.
Em 1960, a empresa estadunidense de telecomunicações AT&T (sigla em inglês para American Telephone and Telegraph) pediu permissão para lançar um satélite experimental e em contrapartida, outra empresa, a RCA - Radio Corporation of America, também tinha projetos para colocar satélites em órbita. A primeira empresa saiu na frente e lançou, com o apoio da NASA, o Telstar 1 em 1962, que permitiu a transmissão de ligações telefônicas e de dados entre a Europa e a América do Norte. O satélite permitiu, ainda, a transmissão, pela primeira vez, do sinal de televisão para os dois continentes. Posteriormente, foram lançados outros satélites Telstar, mas apesar de ter tido uma vida útil de somente quatro meses o primeiro Telstar continua orbitando a Terra até hoje.
Em 1962, o primeiro satélite feito com uma cooperação internacional entre Reino Unido e Estados Unidos, o Ariel 1, foi colocado em órbita. No mesmo ano, ainda, foi lançado o primeiro satélite canadense, o Alouette 1. Em 1963 foi criada pelo congresso americano a COMSAT, ou, traduzindo, Corporação de Satélites de Comunicação, que visava fornecer serviços internacionais por meio de satélites e gerenciar os satélites americanos. Somente em 1964 foi colocado o primeiro satélite em órbita geoestacionária, o Syncon 3, um dos satélites que permitiram a transmissão das Olimpíadas de Tóquio, em 1964. No mesmo ano, ainda, foi criada a Intelsat, um consórcio entre quinze países para utilização de satélites para comunicação, e no ano seguinte o Intelsat I foi lançado, um dos primeiros satélites de comunicação em órbita geossíncrona, que fez a primeira transmissão ao vivo entre Europa e América do Norte, no ano seguinte.
A União Soviética também colocou em órbita, em 1965, os satélites Molniya, utilizados para comunicação, colocados em órbitas altamente elípticas. Em resposta à criação da Intelsat e da consequente dominação do mercado de comunicação de satélites mundial por países ocidentais, a União Soviética criou, juntamente com mais oito países socialistas, a Intersputnik em 1968. Enquanto isso, a Intelsat aumentava sua rede de satélites, o que possibilitou a transmissão simultânea para todo o mundo da alunissagem (uma espécie de aterrissagem na Lua, digamos) da Apollo 11 com três astronautas no dia 20 de julho de 1969. No mesmo ano, foi colocado em órbita o primeiro satélite alemão, o Azur, que em alemão significa "céu azul".
Em 1970 a China lançou seu primeiro satélite, o Dong Fang Hong 1 em seu próprio foguete, assim como fez o Japão no mesmo ano, lançando o satélite científico Ohsumi. No ano seguinte o Reino Unido lançou um satélite por um foguete próprio, fazendo do país o sexto a ter um veículo de lançamento próprio, depois da União Soviética, Estados Unidos, França, Japão e China. Desde então, vários países entraram na corrida espacial, lançando por meio de foguetes de outros países seus primeiros satélites, tal como fizeram a Holanda e a Espanha em 1974, a Índia no ano seguinte e a Indonésia em 1976. De 1978 a 1995 foram lançados os 24 satélites de uma constelação (grupo) que possibilitaram o surgimento do GPS – Global Positioning System, o sistema de posicionamento global americano, bem conhecido hoje em dia pela população mundial. Para controlar o impressionante crescimento da indústria de comunicações por meio de satélites foi necessária a alocação das frequências para a transmissão direta via satélite.
Assim surgiu a UIT - União Internacional de Telecomunicações, órgão da ONU - Organização das Nações Unidas, uma organização internacional responsável por convencionar e estabelecer os parâmetros de uso de frequências de ondas usadas na transmissão de sinais de satélites.
Na década de 1980, novas empresas de TV surgiram, introduzindo a transmissão 24 horas, como o canal de TV estadunidense CNN, na época uma empresa do americano Ted Turner, que utilizava satélites para transmissão direta de diversos canais de notícias, esportes e entretenimento. No ano de 1985 foi lançado o primeiro satélite brasileiro e latino americano, o BrasilSat A1 da Embratel, na época uma empresa estatal. O BrasilSat A1 foi feito para durar oito anos, mas permaneceu em serviço por 17 anos. Outros países também lançaram seus satélites, como a Bielorrússia (em 1981), o México (inicialmente Telecomm e posteriormente Satmex), a Suécia (em 1986) e Israel (em 1988, com foguete próprio). Em 1986, os soviéticos construíram a primeira estação espacial permanente, a Mir, que durou por 13 anos. No final da década, houve uma revolução na comunicação européia com o lançamento de satélites geoestacionários que transmitiam diretamente para os países do oeste do continente, sendo necessárias antenas menores para captar o sinal. Em 1990, o satélite Asiasat-1 apresentou um defeito nos propulsores e saiu de sua órbita original, até que uma nave espacial, o ônibus espacial americano, foi enviado para corrigir o defeito e, pela primeira vez, um satélite foi recolocado em órbita por outra nave. Esse mesmo satélite foi posteriormente comprado pela China, se tornando o primeiro satélite comercial do país.
Desde então o lançamento de satélites ao espaço continua crescendo e países de todos os continentes possuem satélites artificiais em órbita, o que impulsiona o mercado de comunicações global. A Intelsat, que já possuía representantes de 143 países, foi privatizada numa votação unânime. Posteriormente, na década de 2000, a Intelsat e a PanAm Sat se uniram, numa gigantesca fusão que deu origem à nova Intelsat, na época a maior operadora de satélites do mundo, com mais de 50 satélites em órbita.
Em 2009 ocorreu a primeira colisão registrada entre dois satélites, o russo Kosmos-2251 e o americano Iridium 33, que aconteceu a cerca de 800 quilômetros sobre a Sibéria, na Rússia. Até 2009 já foram mais de 4.900 lançamentos e somente 6% dos satélites que continuam em órbita estão em funcionamento pleno. Muitas explosões e fragmentações aconteceram durante diversos lançamentos, o que resultou na formação de destroços espaciais. Estima-se que mais de 20.000 fragmentos maiores que dez centímetros orbitam o planeta Terra, e mais de 600.000 fragmentos maiores que um centímetro. A colisão desses objetos com naves espaciais e satélites pode causar danos irreparáveis e comprometer a segurança dos seus sistemas de controle.
EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA
Logo acima, um satélite sendo preparado para um teste térmico, no solo, antes do seu lançamento. De modo geral, os satélites são submetidos a vários tipos diferentes de testes antes de seus lançamentos. Logo abaixo, técnicos da empresa francesa Thales, fabricando os satélites da empresa de telefonia por satélite Globalstar, que, aliás, já foram lançados e estão em órbita.
Desde o início da era espacial, já foram realizados milhares de lançamentos de satélites por diversos países, orientais inclusive, mas a maioria já está desativada porque sua respectiva vida útil está esgotada. Aliás, este tem sido um dos principais desafios enfrentados pelos grandes fabricantes de satélites e pelas empresas de telecomunicações por satélite, a necessidade de aumentar a vida útil deles.
Quando ocorrem falhas no veículo lançador, geralmente foguetes, ou no próprio satélite, os aparelhos inteiros, ou partes destes, podem orbitar o planeta por tempo indefinido, formando o lixo espacial. Tecnicamente, esses objetos também são satélites, embora o termo por si só seja usado com mais frequência para se referir ao aparelho que foi colocado em órbita para exercer uma função específica e está desempenhando essa função.
Apesar dos satélites terem as mais variadas funções, geralmente eles possuem partes em comum, fixadas ou embutidas em sua estrutura básica. Por exemplo: Todos os satélites em órbita precisam de energia, por isso praticamente todos eles possuem painéis solares para geração de energia. Todos eles também devem ser controlados a partir de estações terrestres, para isso são necessárias as antenas para comunicação e controle, através das quais é feita a emissão e recepção de sinais de controle. Outro dispositivo muito comum em satélites, praticamente todos eles possuem, é o transponder, ele recebe sinais emitidos da Terra ou de outros satélites no espaço e também emite sinais para antenas aqui na Terra ou para outros satélites no espaço.
Grande parte dos satélites operacionais em órbita é destinada a telecomunicações, por meio da transmissão de sinal de TV, rádio, ligações telefônicas e outros serviços, incluindo Internet. A principal vantagem da utilização dos satélites é a cobertura global quase ilimitada que podem oferecer, sem as limitações físicas de acesso a que estão sujeitos os clientes de empresas que prestam serviços de telefonia fixa e TV a cabo, por exemplo. O satélite pode oferecer ao cliente das empresas de telecomunicações por satélite o acesso à TV aberta, TV paga, transmissão de voz (ligações telefônicas) e dados (Internet, inclusive) sem necessidade de complexa infraestrutura de fibra ótica, cabo coaxial e cabo par de cobre, economicamente viável apenas dentro de cidades.
Dependendo da função, os satélites são colocados em órbitas de diferentes altitudes e configurações. Os satélites de telecomunicações, por exemplo, encontram-se principalmente na órbita geoestacionária, a uma altitude de cerca de 36.000 quilômetros, ou, mais precisamente, de cerca de 35.800 quilômetros, enquanto satélites que fotografam a superfície do planeta (sensoriamento remoto, por exemplo) ficam entre 100 e 200 quilômetros acima da superfície. Atualmente, em todos os dias de céu claro, bem após o anoitecer ou pouco antes do amanhecer, é possível observar a olho nu a discreta luz emitida por satélites mais próximos da Terra, quando eles refletem a luz solar, o que faz com que tenham um curioso aspecto de ponto luminoso percorrendo o céu estrelado, para o observador aqui no chão.
ASPECTOS TÉCNICOS
Logo acima, a estação de controle de satélites da Intelsat, na Alemanha. A Intelsat tem várias estações como essa, espalhadas pelo planeta. Logo abaixo, ilustração simplificada do experimento mental de Newton. Essa pode ser considerada a raiz das demais teorias relacionadas à tecnologia de lançamento de satélites, que atualmente poucos países dominam..
De modo geral, as ondas de rádio são meios físicos, geralmente invisíveis ao olho humano, mas não muito distantes do espectro eletromagnético visível que chamamos de luz, usados para transmissão a distância, e sem uso de cabos e fios, de imagens, sons e dados usados por empresas de TV, de rádio, de telefonia e de Internet para a prestação de seus serviços. Geralmente, as ondas eletromagnéticas usadas em telecomunicações por satélites são chamadas de microondas, com faixa de frequência bem acima de 300 Megahertz, incluindo a banda C, a banda Ku e a banda Ka, por exemplo.
Todos os tipos de ondas usadas em telecomunicações por satélite fazem parte do espectro eletromagnético, elas estão em faixas de frequência de radiação eletromagnética, conhecidas também por ondas de rádio. Essas ondas de rádio não visíveis ao olho humano. Traduzindo isso numa linguagem mais simples, elas são primas da luz visível, lembrando que a luz infravermelha e a luz ultravioleta também são consideradas luz, embora não visíveis ao olho humano.
As ondas de rádio são meios físicos usados para transmissão de voz, imagens, som e dados por longas distâncias. Os satélites artificiais usados em telecomunicações, conhecidos também como SATCOM´s, recebem, amplificam e redirecionam o sinal de rádio recebido das estações de telecomunicações de empresas de telecomunicações ou antenas-cliente no solo ou embarcadas em navios, barcos, plataformas petrolíferas, automóveis, trens e aeronaves.
Embora a grande maioria dos satélites atuais possuam painéis solares e baterias para manter energizados seus sistemas elétricos e eletrônicos, também existem satélites com pequenos reatores nucleares embarcados, embora sejam mais raros.
Os sistemas de telecomunicações por satélite que utilizam satélites LEO - Low Earth Orbit, como Iridium e Globalstar, por exemplo, não sofrem o problema de delay, portanto esses sistemas são mais adequados para transmissão de voz, enquanto os sistemas baseados em satélites geoestacionários como, por exemplo, Intelsat e Star One, são mais adequados para transmissão de quantidade ou volume maior de dados.
Todo satélite é montado com instrumentos especiais para executar sua função no espaço. Além de instrumentos específicos, todos os satélites têm subsistemas básicos, ou seja, grupos de aparelhos ou dispositivos comuns ou similares a todos eles ou à maioria deles, que fazem os instrumentos trabalharem juntos para manter o satélite em funcionamento. Um exemplo importante é o subsistema de energia, responsável por captar a luz do sul e convertê-la em energia elétrica para todos os outros sistemas. Entretanto, cada subsistema é criado, montado e testado individualmente. Depois de concluídos os testes, cada um dos subsistemas é instalado no satélite até que se complete a montagem do satélite, com todos os subsistemas integrados. Posteriormente, o satélite já montado é submetido a testes em condições que reproduzem àquelas que serão encontradas no espaço, muito frio e muito calor. Somente depois de passar por todos os testes rigorosos é que o satélite pode ser lançado.
Atualmente, após lançado ao espaço, é praticamente impossível tecnicamente e inviável economicamente resgatar um satélite em órbita. Por isso a necessidade de seleção bem criteriosa de fornecedores de peças e partes usadas na montagem de satélites. Se um satélite falha em órbita o prejuízo é uma certeza. Por isso um satélite tem preço elevado, ele passa por fases de criação, desenvolvimento, fabricação e testes que envolvem um alto grau de conhecimento e experiências acumuladas, passa por processos metódicos de montagem e rigoroso controle de qualidade pós produção, com testes em solo inclusive. Tudo isso tem preço elevado.
Um satélite geoestacionário de telecomunicações, por exemplo, deve ser muito eficiente na geração, na distribuição e no gasto de energia elétrica. A maioria deles opera com até 5.000 watts de potência. A grosso modo, apenas para efeito didático de comparação, isso equivale ao consumo de um chuveiro de água bem quente, usado na maioria das residências aqui no Brasil.
Um satélite de telecomunicações moderno usado por empresas de telecomunicações, por exemplo, incluindo TV aberta, TV paga e transmissão de voz e dados (incluindo Internet), tem vida útil estimada entre 10 e 15 anos, em funcionamento pleno, ou até um pouco mais, apenas na função de satélite de reserva, para eventualidades.
OS LANÇAMENTOS
Logo acima, a joia, o satélite geoestacionário de telecomunicações Sky Brasil 1, de propriedade da empresa americana de TV por Assinatura DirecTV Group, usado pela sua subsidiária, a operadora brasileira Sky Brasil, para prestação dos seus serviços. Logo abaixo, o porta joias, o veículo lançador de satélites Ariane 5, usado para o lançamento desse satélite.
Para explicar o movimento atual da grande maioria dos satélites em torno da Terra é preciso entender a teoria que Isaac Newton criou no século XVIII. Ele imaginou um canhão no topo de uma montanha apontado na direção quase paralela à superfície da Terra. Ignorando-se o efeito de arrasto aerodinâmico da atmosfera, o projétil iria até uma certa distância e depois cairia na Terra, por atração gravitacional. Lançando-se o mesmo projétil com poder de fogo maior, resultando em uma velocidade maior, o objeto cairia a uma distância maior, ainda por atração gravitacional. Aumentando-se cada vez mais a velocidade do objeto, ou a potência / força de lançamento dele, chegaria um ponto em que o projétil já não mais atingiria a superfície do planeta, e descreveria uma órbita circular. Mas isso não significa que a gravidade não está agindo, pois é ela que faz a trajetória ser curva, assim diz-se que o objeto está em contínua queda livre. Em outras palavras, a gravidade da Terra faria com que a trajetória do objeto fosse curva e, se a velocidade dele fosse suficiente, esta curva não atingiria a superfície do planeta nunca, lembrando que trata-se de uma teoria. Se a velocidade do projétil fosse ainda maior, ele passaria a descrever uma órbita elíptica e, se a velocidade fosse ainda maior, o projétil escaparia da influência da gravidade do planeta.
O cientista alemão Johannes Kepler formulou, no século XVII, as três leis do movimento planetário. A primeira lei, que diz que todos os planetas orbitam o Sol numa trajetória elíptica, sendo que o Sol se localiza em um dos focos dessa elipse, pode ser aplicada aos satélites sendo que o planeta ocupa um dos focos dessa elipse. A segunda lei que diz que uma linha imaginária feita do centro do Sol ao centro do planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais é também aplicada aos satélites artificiais, pois no perigeu (ponto mais próximo do astro) a velocidade do satélite é maior e no apogeu (ponto mais distante do astro) a velocidade é menor. E por fim, a terceira lei de Kepler, que afirma que a razão entre os quadrados dos períodos dos planetas é igual à razão dos cubos das distâncias médias ao Sol é obedecida pelos satélites que orbitam planetas ou qualquer objeto celeste.
Existem diversas forças e fatores que alteram ou perturbam a órbita de um satélite e para que o mesmo continue exercendo suas funções normais, é necessária a correção da trajetória. Alguns motivos de perturbação são causados por forças gravitacionais. A Terra não é uma esfera perfeita, na verdade o planeta tem um formato geoide, e por isso a aceleração gravitacional pode ser ligeiramente maior em algumas regiões e um pouco menor em outras, o que altera a trajetória do satélite que está orbitando o planeta. Outros corpos, como o Sol e a Lua também exercem influência gravitacional sobre os satélites, fazendo com que se desviem discretamente de suas órbitas originais, dando origem ao efeito do terceiro corpo.
Outros fatores que não são de origem gravitacional devem ser considerados quando um satélite é colocado em órbita. O principal deles é o arrasto aerodinâmico causado pela atmosfera terrestre em satélites de órbita baixa, que é causado pela colisão dos satélites com as moléculas do ar (que embora esteja numa altitude na qual o ar é muito rarefeito, ainda assim as poucas moléculas de ar estão lá e provocam arrasto), que faz com que eles percam velocidade e, consequentemente, altitude. Esse efeito acontece sobre os satélites da órbita terrestre baixa, onde a densidade da atmosfera e a velocidade do corpo que orbita o planeta Terra é maior. A radiação eletromagnética emitida pelo Sol dá origem a um efeito chamado de pressão de radiação, que consiste na força que a incidência dessas ondas exercem sobre um corpo, e essa força dá origem a um movimento que tira discretamente o satélite de sua órbita original. A intensidade dessa força é diretamente proporcional a área e inversamente proporcional ao peso do satélite, por isso, satélites maiores e mais leves são mais afetados por esse efeito, embora os satélites maiores e mais pesados sejam a maioria, por uma razão óbvia.
Uma razão para alterar temporariamente a órbita de um satélite são os destroços espaciais. A colisão entre dois satélites de órbita LEO – Low Earth Orbit , ou órbita terrestre baixa, em 2009, por exemplo, liberou pelo menos 2.500 peças ou destroços no espaço, que se juntaram aos mais de 18.000 objetos ou destroços que já estavam em órbita e são monitorados constantemente, para evitar uma nova colisão que causaria a liberação de ainda mais destroços espaciais. As manobras são feitas com os propulsores dos satélites, cujo principal propelente utilizado é a hidrazina, que os direcionam de volta à orbita desejada ou para uma nova, conforme recebe os comandos das centrais de controle aqui na Terra. Essas manobras acontecem seguindo-se dois eixos principais de referência. A primeira delas é a manobra perpendicular ao plano orbital, que é utilizada para mudar a inclinação da órbita e a segunda é a manobra realizada no plano orbital, que acelera ou desacelera o satélite, colocando-o numa órbita mais alta ou mais baixa, respectivamente.
Quando um satélite deixa de executar suas funções, ele deve ser retirado de órbita ou colocado em uma órbita que não ofereça riscos a outros satélites. Para satélites na órbita terrestre baixa, o satélite deve ser colocado em uma órbita que com o arrasto causado pela atmosfera, faça com que o satélite caia na Terra antes de 25 anos. Geralmente durante a reentrada o satélite se desintegra e / ou derrete, e o risco de uma peça atingir um ser humano é menor do que um em 10.000. Outra opção é colocar o satélite numa órbita destinada a satélites que já não operam mais. Foram estabelecidas quatro órbitas para essa função que ficam em altitudes menos utilizadas por outros satélites, entre elas as chamadas órbitas cemitério, a cerca de 36.500 quilômetros de altitude.
MERCADO
Logo acima, ilustração dos satélites geoestacionários em órbita em 2005, as bolinhas em azul representavam satélites fabricados pela Boeing / Hughes. As demais, bolinhas amarelas, representam satélites fabricados por outras empresas. Logo abaixo, o clássico satélite Brasilsat B1, da década de 1980, um dos primeiros satélites brasileiros a entrar em órbita, atualmente já fora de serviço.
Atualmente, o mercado de telecomunicações por satélites é atendido por várias grandes operadoras de satélites geoestacionários, entre elas a americana Intelsat, com mais de 50 satélites em órbita, a europeia SES, também com mais de 50 satélites em órbita, a francesa Eutelsat, a terceira maior operadora de satélites do mundo, com 35 satélites em órbita, o grupo Echostar / Dish / HughesNet, um dos dez maiores operadores de satélites do mundo, a canadense Telesat, uma subsidiária da empresa americana Loral, que opera cerca de 13 satélites próprios, entre outras grandes operadoras.
A brasileira Star One, de propriedade da Embratel, esta uma subsidiária da empresa mexicana de telecomunicações América Móvil, conhecida anteriormente como Telmex, opera cerca de 7 satélites geoestacionários. Ela é a maior operadora de satélites do Brasil e está entre as maiores do mundo.
Vale ressaltar que nem todos esses satélites em órbita dessas grandes operadoras estão em pleno funcionamento, vários deles estão com suas respectivas vidas úteis quase esgotadas e são mantidos apenas como reserva, para eventualidades.
A DirecTV Group, conhecida anteriormente como Hughes Electronics, é a maior operadora de TV por Assinatura via satélite (DTH) do planeta, com mais de 28 milhões de assinantes, incluindo clientes de suas marcas DirecTV e Sky, nos Estados Unidos e demais países da América do Sul e México. Atualmente, a DirecTV Group pertence à gigante americana de telecomunicações AT&T. A DirecTV e a Sky, nos Estados Unidos, no México e na América do Sul, incluindo o Brasil, operam satélites próprios e alugam satélites da operadora Intelsat.
Atualmente, o mercado de telecomunicações por satélites é atendido por várias grandes operadoras de satélites geoestacionários, entre elas a americana Intelsat, com mais de 50 satélites em órbita, a europeia SES, também com mais de 50 satélites em órbita, a francesa Eutelsat, a terceira maior operadora de satélites do mundo, com 35 satélites em órbita, o grupo Echostar / Dish / HughesNet, um dos dez maiores operadores de satélites do mundo, a canadense Telesat, uma subsidiária da empresa americana Loral, que opera cerca de 13 satélites próprios, entre outras grandes operadoras.
A brasileira Star One, de propriedade da Embratel, esta uma subsidiária da empresa mexicana de telecomunicações América Móvil, conhecida anteriormente como Telmex, opera cerca de 7 satélites geoestacionários. Ela é a maior operadora de satélites do Brasil e está entre as maiores do mundo.
Vale ressaltar que nem todos esses satélites em órbita dessas grandes operadoras estão em pleno funcionamento, vários deles estão com suas respectivas vidas úteis quase esgotadas e são mantidos apenas como reserva, para eventualidades.
A DirecTV Group, conhecida anteriormente como Hughes Electronics, é a maior operadora de TV por Assinatura via satélite (DTH) do planeta, com mais de 28 milhões de assinantes, incluindo clientes de suas marcas DirecTV e Sky, nos Estados Unidos e demais países da América do Sul e México. Atualmente, a DirecTV Group pertence à gigante americana de telecomunicações AT&T. A DirecTV e a Sky, nos Estados Unidos, no México e na América do Sul, incluindo o Brasil, operam satélites próprios e alugam satélites da operadora Intelsat.
Outra grande operadora de TV por Assinatura via satélite é a americana Dish Network, com mais de 14 milhões de assinantes, a maioria nos Estados Unidos.
Os valores envolvidos são realmente muito altos, somente grandes corporações de telecomunicações, bem capitalizadas, conseguem comprar e operar satélites. Em números aproximados, apenas para se ter uma ideia razoável do custo de um satélite híbrido de grande porte para telecomunicações, com dezenas de transponders de várias bandas de telecomunicações, entre elas a banda C (a maioria para TV aberta), banda Ku (a maioria para TV paga) e banda Ka (a maioria para Internet), com peso no solo entre 2.500 kg e 5.000 kg, paga-se entre US$ 100 milhões e US$ 300 milhões, excluindo os custos de lançamento e seguro, que são cobrado a parte. A maior parte das lançadoras de satélites do mundo ocidental está cobrando entre US$ 30 milhões e US$ 50 milhões para lançar um satélite de telecomunicações em órbita geoestacionária, dependendo do peso do aparelho.
De um ponto de vista, o mercado de satélites compete com o mercado de telecomunicações por cabos submarinos com fibras óticas embutidas neles, submersos nos leitos dos grandes oceanos. A transmissão de dados por fibra ótica e extremamente eficiente, porém, olhando por outro ângulo, esse mercado é limitado aos centros urbanos, às áreas urbanas, com maior concentração de residências, comércio e indústrias. Assim, as regiões menos habitadas do planeta, incluindo propriedades rurais não atendidas pela fibra ótica, são mercados potenciais para as operadoras de satélites, incluindo TV aberta (grandes antenas parabólicas), TV paga (pequenas antenas parabólicas), transmissão de dados, incluindo Internet, por meio de antenas parabólicas para comunicação bidirecional.
Outro aspecto relevante, a transmissão de sinais de TV por meio de satélites é tão ou mais eficiente economicamente que a transmissão por cabo, por uma razão de economia de escala, mesmo em áreas urbanas servidas por TV a cabo. Isso explica porque as operadoras de satélites que distribuem TV paga conseguem sobreviver em meio à competição entre as operadoras de TV a cabo, que oferecem simultaneamente TV por assinatura, telefone fixo e acesso à Internet por preços razoáveis.
Com o passar dos anos, as empresas de telecomunicações enxergaram outros nichos de mercado. Nos Estados Unidos e no Brasil, por exemplo, já há operadoras de satélites que oferecem entre 1 Megabits e 10 Megabits na transmissão de dados para acesso à Internet, por preços razoáveis, para moradores de propriedades rurais, entre elas a HughesNet e a Yahsat.
Somente algumas fabricantes dominam atualmente a altíssima tecnologia de criação, desenvolvimento e fabricação de satélites para fins comerciais, entre elas a americana Orbital ATK / Orbital Sciences, a Boeing, a americana Loral / Maxar, a franco-italiana Thales Alenia, a estatal israelense IAI - Israel Aerospace Industries e a europeia Astrium, esta de propriedade da Airbus Group.
O mesmo acontece com as fabricantes de foguetes lançadores de satélites, também poucas dominam essa tecnologia, entre elas a Boeing, com o grande lançador Delta; a joint venture ULA - United Launch Alliance, parceria da Boeing com a Lockheed Martin, com o grande lançador Atlas; a Airbus Group, com o grande lançador Ariane; a Orbital ATK / Orbital Sciences, com vários lançadores de tamanhos e capacidades diferentes; a japonesa Mitsubishi, com o grande lançador H-II; a americana SpaceX, com o grande lançador Falcon; e a joint venture russo-americana ILS, com o grande lançador Proton.
A tendência de longo prazo é que os satélites assumam definitivamente um importante papel coadjuvante no mercado mundial de telecomunicações, oferecendo acesso à TV aberta, TV paga, voz e dados (incluindo Internet) para clientes pessoas jurídicas e pessoas físicas que estão localizados e que moram fora dos centros urbanos. Em alguns casos, as operadoras de telefonia fixa por meio de cabo par de cobre que prestam serviços dentro de cidades tendem a complementar os seus serviços para clientes urbanos com TV paga via satélite. Este é o caso das operadoras Oi e Vivo / Telefônica no Brasil, que oferecem a Oi TV e a Vivo TV, respectivamente.
LANÇAMENTO DE SATÉLITES
Logo acima, o foguete Delta da Boeing, partindo da base de lançamentos Cabo Canaveral, no estado americano da Flórida, para colocar em órbita mais um satélite. Logo abaixo, o foguete russo Soyuz, da agência espacial estatal russa Roscosmos, um dos mais tradicionais e bem sucedidos lançadores de satélites do mundo.
Assim como a criação, o desenvolvimento e a fabricação de um satélite envolvem altíssimas tecnologias e muito dinheiro, fruto de décadas de pesquisa e muito trabalho, a criação, o desenvolvimento e a fabricação de veículos lançadores de satélites também estão relacionados a conhecimentos estratégicos que poucos países no mundo conseguem dominar.
Os satélites são colocados em órbita por meio de foguetes. Há casos de satélites que foram ao espaço dentro dos ônibus espaciais americanos, estes atualmente desativados. Atualmente, os satélites são lançados de diversos centros de lançamentos localizados em diversos países, a maioria deles próxima da Linha do Equador. A plataforma móvel marítima de lançamento Sea Launch é uma exceção, ela foi criada para lançar satélites a partir da Linha do Equador, no entanto em mar aberto.
Os veículos de lançamento podem utilizar combustíveis sólidos ou líquidos. Os foguetes podem carregar até dois ou três satélites geoestacionários de uma só vez. Há casos de lançamentos de até 10 satélites de órbita baixa de uma só vez. O veículo lançador de satélites Ariane, da Airbus Group, é um exemplo de foguete grande e muito potente, capaz de lançar satélite de até 10 toneladas. Já o veículo lançador de satélites Falcon Heavy, da empresa americana SpaceX, tem a maior capacidade atual de lançamento de satélites, para até 22 toneladas em órbita geoestacionária.
Poucos países dominam, comercialmente, para uso militar ou científico, a tecnologia de lançamento de satélites, entre eles Estados Unidos, Japão, Israel, França, Rússia, Inglaterra, China e Índia. O Brasil é um caso de país que tenta, por meio de instituições científicas ligadas ao Ministério da Defesa, desenvolver a tecnologia de lançamento de satélites, por meio do projeto VLS e de outros projetos. A Coreia do Sul também está tentando desenvolver seus próprios lançadores de satélites.
Parece que Irã e Coreia do Norte possuem a tecnologia de lançamento de satélites, que, aliás, é semelhante à tecnologia de lançamento de armas, e isto é um problema desconfortável para os demais países da comunidade internacional, gerando preocupações inclusive sobre as reais intenções desses dois países.
Geralmente, os foguetes modernos possuem dois ou três estágios (partes) que vão se separando até que o estágio superior chegue ao espaço, com o satélite fixado temporariamente nele. O primeiro estágio contém o combustível necessário para que o foguete e o satélite, que juntos pesam centenas de toneladas, cheguem ao espaço. Quando essa primeira etapa é concluída, essa parte do foguete é desprendida e cai, literalmente, no oceano ou no deserto ou faz um pouso controlado para reaproveitamento do veículo. Imediatamente o segundo estágio ou estágio superior, que é um foguete menor, começa a queimar seu combustível para que se chegue a uma altitude ainda mais elevada. Quando o combustível acaba, esta parte também é liberada e cai na Terra ou é desintegrada ou derretida durante a reentrada na atmosfera terrestre. Esse estágio superior é menor e consome menos combustível que o primeiro estágio. Uma vez atingida a altitude necessária, esse estágio superior do veículo lançador libera o satélite para que ele alcance por si mesmo sua orbita definitiva e abra seus painéis solares e suas antenas e passe a desempenhar a função para a qual foi criado.
A localização do centro de lançamento é um fator essencial para reduzir custos e tornar tecnicamente viável o lançamento de um satélite. Quanto mais próximo o centro de lançamento estiver da Linha do Equador, maior será o "impulso" dado quando o foguete seguir no mesmo sentido da rotação do planeta. O movimento do planeta Terra fornece aos foguetes uma velocidade adicional (que no Equador é de cerca de 1.660 quilômetros por hora), permitindo assim a economia de combustível. Por isso os países que vão construir tais centros procuram fazê-los nas menores latitudes possíveis, ou seja, mais próximos da Linha do Equador. O centro de lançamento de Cabo Canaveral, por exemplo, fica no extremo sul dos Estados Unidos, no estado da Flórida, enquanto o Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa fica bem próximo ao paralelo. A Guiana Francesa é território francês, fica aqui na América do Sul, é vizinha do Brasil.
Por motivos de segurança, os centros de lançamentos devem estar localizados em áreas pouco habitadas, por causa da queda dos estágios do foguete que são liberados durante o lançamento, por isso os locais mais utilizados para colocar satélites em órbita estão próximos aos oceanos ou em desertos pouco habitados.
O Brasil possui um centro de lançamento de foguetes no estado do Maranhão, chamado Centro de Lançamento de Alcântara, bem próximo à Linha do Equador. Outro centro de lançamentos muito usado para lançamento de satélites, comerciais inclusive, é a Base de Baikonur ou Cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão.
Apesar de mais de quarenta países possuírem satélites em órbita, somente oito deles possuem capacidade de lançamento. Os principais motivos disso são as dificuldades técnicas e financeiras para a criação, desenvolvimento e fabricação de foguetes. Outros países, como a Coreia do Sul, por exemplo, possuem projetos para lançar seus próprios satélites, mas ainda não o fizeram ou tiveram problemas em tentativas. A colocação de satélites em órbita também tem uma importância comercial, enquanto países como China e Índia concorrem com os Estados Unidos com lançamentos mais baratos e tecnologia avançada, procurando se tornar novas superpotências espaciais.
Para controlar a trajetória de um satélite, há necessidade de fazer a projeção da órbita dele na superfície da Terra, que é chamada de rota no solo. Num dado instante de tempo imagina-se uma linha que liga o centro do planeta ao satélite. Quando essa linha intercepta a superfície esférica ou quase esférica da Terra, encontra-se um ponto dessa rota, que pode ser definido a partir de uma latitude e de uma longitude. Enquanto o satélite se move, o traço formado pelo conjunto desses pontos forma uma rota no solo. Os satélites da órbita terrestre baixa, como a Estação Espacial Internacional, por exemplo, atingem uma latitude máxima e mínima enquanto orbitam o planeta, e por isso a curva formada por um desses satélites lembra uma curva senoidal quando feita sobre um mapa com a projeção de Mercator.
Assim como a criação, o desenvolvimento e a fabricação de um satélite envolvem altíssimas tecnologias e muito dinheiro, fruto de décadas de pesquisa e muito trabalho, a criação, o desenvolvimento e a fabricação de veículos lançadores de satélites também estão relacionados a conhecimentos estratégicos que poucos países no mundo conseguem dominar.
Os satélites são colocados em órbita por meio de foguetes. Há casos de satélites que foram ao espaço dentro dos ônibus espaciais americanos, estes atualmente desativados. Atualmente, os satélites são lançados de diversos centros de lançamentos localizados em diversos países, a maioria deles próxima da Linha do Equador. A plataforma móvel marítima de lançamento Sea Launch é uma exceção, ela foi criada para lançar satélites a partir da Linha do Equador, no entanto em mar aberto.
Os veículos de lançamento podem utilizar combustíveis sólidos ou líquidos. Os foguetes podem carregar até dois ou três satélites geoestacionários de uma só vez. Há casos de lançamentos de até 10 satélites de órbita baixa de uma só vez. O veículo lançador de satélites Ariane, da Airbus Group, é um exemplo de foguete grande e muito potente, capaz de lançar satélite de até 10 toneladas. Já o veículo lançador de satélites Falcon Heavy, da empresa americana SpaceX, tem a maior capacidade atual de lançamento de satélites, para até 22 toneladas em órbita geoestacionária.
Poucos países dominam, comercialmente, para uso militar ou científico, a tecnologia de lançamento de satélites, entre eles Estados Unidos, Japão, Israel, França, Rússia, Inglaterra, China e Índia. O Brasil é um caso de país que tenta, por meio de instituições científicas ligadas ao Ministério da Defesa, desenvolver a tecnologia de lançamento de satélites, por meio do projeto VLS e de outros projetos. A Coreia do Sul também está tentando desenvolver seus próprios lançadores de satélites.
Parece que Irã e Coreia do Norte possuem a tecnologia de lançamento de satélites, que, aliás, é semelhante à tecnologia de lançamento de armas, e isto é um problema desconfortável para os demais países da comunidade internacional, gerando preocupações inclusive sobre as reais intenções desses dois países.
Geralmente, os foguetes modernos possuem dois ou três estágios (partes) que vão se separando até que o estágio superior chegue ao espaço, com o satélite fixado temporariamente nele. O primeiro estágio contém o combustível necessário para que o foguete e o satélite, que juntos pesam centenas de toneladas, cheguem ao espaço. Quando essa primeira etapa é concluída, essa parte do foguete é desprendida e cai, literalmente, no oceano ou no deserto ou faz um pouso controlado para reaproveitamento do veículo. Imediatamente o segundo estágio ou estágio superior, que é um foguete menor, começa a queimar seu combustível para que se chegue a uma altitude ainda mais elevada. Quando o combustível acaba, esta parte também é liberada e cai na Terra ou é desintegrada ou derretida durante a reentrada na atmosfera terrestre. Esse estágio superior é menor e consome menos combustível que o primeiro estágio. Uma vez atingida a altitude necessária, esse estágio superior do veículo lançador libera o satélite para que ele alcance por si mesmo sua orbita definitiva e abra seus painéis solares e suas antenas e passe a desempenhar a função para a qual foi criado.
A localização do centro de lançamento é um fator essencial para reduzir custos e tornar tecnicamente viável o lançamento de um satélite. Quanto mais próximo o centro de lançamento estiver da Linha do Equador, maior será o "impulso" dado quando o foguete seguir no mesmo sentido da rotação do planeta. O movimento do planeta Terra fornece aos foguetes uma velocidade adicional (que no Equador é de cerca de 1.660 quilômetros por hora), permitindo assim a economia de combustível. Por isso os países que vão construir tais centros procuram fazê-los nas menores latitudes possíveis, ou seja, mais próximos da Linha do Equador. O centro de lançamento de Cabo Canaveral, por exemplo, fica no extremo sul dos Estados Unidos, no estado da Flórida, enquanto o Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa fica bem próximo ao paralelo. A Guiana Francesa é território francês, fica aqui na América do Sul, é vizinha do Brasil.
Por motivos de segurança, os centros de lançamentos devem estar localizados em áreas pouco habitadas, por causa da queda dos estágios do foguete que são liberados durante o lançamento, por isso os locais mais utilizados para colocar satélites em órbita estão próximos aos oceanos ou em desertos pouco habitados.
O Brasil possui um centro de lançamento de foguetes no estado do Maranhão, chamado Centro de Lançamento de Alcântara, bem próximo à Linha do Equador. Outro centro de lançamentos muito usado para lançamento de satélites, comerciais inclusive, é a Base de Baikonur ou Cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão.
Apesar de mais de quarenta países possuírem satélites em órbita, somente oito deles possuem capacidade de lançamento. Os principais motivos disso são as dificuldades técnicas e financeiras para a criação, desenvolvimento e fabricação de foguetes. Outros países, como a Coreia do Sul, por exemplo, possuem projetos para lançar seus próprios satélites, mas ainda não o fizeram ou tiveram problemas em tentativas. A colocação de satélites em órbita também tem uma importância comercial, enquanto países como China e Índia concorrem com os Estados Unidos com lançamentos mais baratos e tecnologia avançada, procurando se tornar novas superpotências espaciais.
Para controlar a trajetória de um satélite, há necessidade de fazer a projeção da órbita dele na superfície da Terra, que é chamada de rota no solo. Num dado instante de tempo imagina-se uma linha que liga o centro do planeta ao satélite. Quando essa linha intercepta a superfície esférica ou quase esférica da Terra, encontra-se um ponto dessa rota, que pode ser definido a partir de uma latitude e de uma longitude. Enquanto o satélite se move, o traço formado pelo conjunto desses pontos forma uma rota no solo. Os satélites da órbita terrestre baixa, como a Estação Espacial Internacional, por exemplo, atingem uma latitude máxima e mínima enquanto orbitam o planeta, e por isso a curva formada por um desses satélites lembra uma curva senoidal quando feita sobre um mapa com a projeção de Mercator.
GALERIA DE IMAGENS
Logo acima e logo abaixo, imagem do satélite de sensoriamento remoto CBERS, uma criação e desenvolvimento conjuntos da China e do Brasil. Na imagem acima, ele estava passando pelos testes finais na China, antes de seu lançamento, marcado para 2014. Uma de suas principais utilidades é identificar e fotografar desmatamentos e focos de incêndios em território brasileiro.
Logo acima, o veículo lançador de satélites Mitsushi H-II em uma base de lançamentos japonesa, sendo preparado para mais um lançamento. Logo abaixo, os foguetes projetados e fabricados pela Mitsubishi são muito potentes, podem colocar no espaço satélites de até oito toneladas.
Duas imagens impressionantes: Logo acima, o foguete Falcon, da empresa americana SpaceX, partindo para uma missão de lançamento em uma base de lançamentos americana, e, logo abaixo, uma fotografia com efeito especial de exposição ou captura de imagem por alguns poucos minutos, que dá a ideia da trajetória do foguete em um lançamento noturno.
Imagem do lançamento do protótipo 2 do VLS-1, o Veículo Lançador de Satélites do Brasil, na Base de Lançamentos de Alcântara, no Maranhão. Houve uma falha no sistema pirotécnico desse foguete, que teve como consequência a explosão do veículo e a consequente perda da carga útil a bordo. Logo abaixo, parte da base de lançamentos brasileira foi reformada após um acidente grave em 2003, com 21 mortes de técnicos na plataforma de lançamento.
Logo acima, imagem do lançamento da sonda espacial indiana Mangalyaan, que custou US$ 74 milhões e foi lançada com sucesso para orbitar Marte. A Índia é, atualmente, um dos países em desenvolvimento que dominam a tecnologia espacial. Logo abaixo, o veículo lançador de satélites Longa Marcha, da China, também uma grande prestadora de serviços de lançamento.
Logo acima, uma imagem folclórica e surreal: Na década de 1970, os satélites indianos eram transportados em carroças puxadas por animais de tração, literalmente. Atualmente, o Programa Espacial Indiano é realmente um sucesso e tem custos mais baixos que os demais programas espaciais de países desenvolvidos. Se hoje em dia alguém tentasse imitar essa imagem do programa espacial indiano teria sua sanidade mental questionada porque satélites são joias de altíssima tecnologia, de altíssimo valor agregado, que custam dezenas ou centenas de milhões de dólares... Logo acima, partes de foguetes transportados em bicicletas, literalmente...
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- Bateria (Química e Física)
REFERÊNCIAS E SUGESTÃO DE LEITURA
- Youtube / Star One: https://www.youtube.com/watch?v=78Z31s37Dc4
- G1 / Jornal Nacional: http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2013/12/falha-de-foguete-chines-destroi-o-mais-novo-satelite-brasileiro.html
- Sky Brasil: http://assine.sky.com.br/sobre/a-sky#recursos
- Sky Brasil: http://assine.sky.com.br/sobre/a-sky
- Convergência Digital: http://convergenciadigital.uol.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=36783&sid=8
- Star One: http://www.starone.com.br
- Globo / Revista Galileu: http://revistagalileu.globo.com/Revista/noticia/2015/01/nos-temos-um-problema.html
- Mitsubishi Heavy Industries: http://www.mhi-global.com/products/space.html
- SpaceX: http://www.spacex.com/falcon9
- Wikipédia: http://pt.wikipedia.org/wiki/Satélite_artificial
- Mundo Estranho / Editora Abril: https://mundoestranho.abril.com.br/tecnologia/como-e-o-lancamento-de-um-foguete/
- Site Teletime: https://teletime.com.br/23/04/2014/hughes-contrata-toda-a-banda-ka-para-o-brasil-do-eutelsat-65-west-a/
- Nova Enciclopédia Ilustrada Folha - Larousse / Cambridge / Oxford / Webster
- Revista Galileu / Globo.com: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2019/08/telescopio-hubble-tirou-uma-nova-foto-de-jupiter-e-ela-e-linda.html
- Space Today / YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=P7zhGoYrk44
- Dicionário Michaelis - Consulte também a versão de Informática do Michaelis
- INPE / ITA / Ministério da Defesa: Imagens
- Governo da Índia: Imagem
- Wikimedia: Imagens
- Boeing: Imagem
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