Poder orbital: moldando a segurança nacional a partir do espaço
BREAKING DEFENSE - STAFF - 9 ABRIL, 2025
A Northrop Grumman é uma das únicas empresas com experiência e capacidade para projetar, construir e operar sistemas em uma variedade de órbitas.
O sucesso de uma missão no espaço exige decisões difíceis. Como, onde e quando uma missão será realizada é resultado de um escrutínio meticuloso. Por exemplo, uma decisão fundamental é qual órbita — qual trajetória espacial ao redor da Terra — seguir, pois cada uma tem vantagens e desvantagens distintas.
A Northrop Grumman é uma das únicas empresas com expertise e capacidade para projetar, construir e operar sistemas em uma variedade de órbitas ao redor da Terra. Isso é crucial, pois operar em múltiplas órbitas permite arquiteturas espaciais resilientes e adaptáveis. Como resultado, missões espaciais complexas, como as que apoiam a segurança nacional, incorporam satélites e sistemas espaciais em múltiplas órbitas para atingir seus objetivos.
As naves espaciais podem seguir qualquer trajetória elíptica porque o espaço é infinito, embora as quatro categorias comumente referenciadas sejam órbita terrestre baixa (LEO), órbita terrestre média (MEO), órbita geossíncrona (GEO) e órbita altamente elíptica (HEO), de acordo com Carlos Niederstrasser, arquiteto sênior de missões espaciais na Northrop Grumman.
Aproveitar uma variedade de órbitas — uma prática conhecida como diversidade orbital — desempenha um papel fundamental na obtenção de resiliência arquitetônica para missões sem falhas, como a segurança nacional, que abrangem diversos sistemas espaciais. Operar sistemas espaciais diversos em várias órbitas garante que, se, por qualquer motivo, um ativo espacial na arquitetura não conseguir completar uma determinada missão, existam outras opções, em órbitas alternativas, para concluí-la.
“Uma arquitetura resiliente é aquela que pode fornecer serviços com degradação mínima ou nenhuma diante das situações mais desafiadoras imagináveis”, disse Niederstrasser.
Protegendo a nação
À medida que o ambiente de ameaças evolui, alcançar uma arquitetura de segurança nacional resiliente é mais importante do que nunca. Ao planejar missões de segurança nacional, é fundamental considerar as características únicas de cada órbita para alcançar uma arquitetura multicamadas que equilibre as vantagens e desvantagens de cada órbita para atender às necessidades da missão.
Por exemplo, considere LEO comparado a GEO. Satélites em LEO se movem mais rapidamente devido à sua proximidade com a Terra — o que pode ser uma vantagem — mas oferecem menos cobertura contínua do que um satélite em GEO.
“Um satélite se move a cerca de 8 km/s em LEO”, disse Niederstrasser. “Conforme a Terra gira abaixo dele, o satélite observa todo o planeta. A distância mais próxima da superfície permite observações de maior qualidade e também requer um foguete menor para ser lançado, já que menos energia é necessária para chegar a LEO.”
Os satélites em GEO estão mais distantes da Terra e se movem mais lentamente, a cerca de 3 km por segundo. Essa órbita única permite que os satélites em GEO circulem a Terra exatamente uma vez por dia, em comparação com 15 vezes por dia em LEO. Como resultado, os satélites em GEO parecem fixos no mesmo ponto sobre o equador o tempo todo, de modo que o satélite tem uma visão contínua da parte da Terra que está diretamente abaixo dele.
Em contraste, devido à sua velocidade muito maior, um satélite em LEO estará sobre qualquer ponto da Terra por, no máximo, apenas 10 minutos; portanto, a missão exigirá uma arquitetura proliferada, composta por muito mais satélites em LEO, para atingir cobertura contínua.
Alcançando o equilíbrio da resiliência
Não existe solução mágica quando se trata de construir resiliência no espaço, de acordo com Andy Lewin, diretor sênior de estratégia da Northrop Grumman. No entanto, criar redundância entre órbitas e estabelecer uma arquitetura diversificada é fundamental.
“Para alcançar segurança e resiliência, precisamos de diferentes capacidades em diferentes órbitas”, disse Lewin. “Do ponto de vista técnico, torna-se muito mais difícil para nossos adversários destruir missões com sucesso dessa maneira. Também é proibitivo em termos de custos para os adversários se deslocarem de uma órbita para outra.”
Outra peça do quebra-cabeça da resiliência é aproveitar a variedade de altitudes e inclinações — os ângulos de cada órbita em relação ao equador da Terra — para limitar a mobilidade dos adversários. Por exemplo, um satélite com inclinação de zero grau voará diretamente sobre o equador, enquanto um satélite com inclinação de 90 graus viajará sobre toda a Terra, de polo a polo.
Inovação tecnológica e funções orbitais
Por meio de avanços tecnológicos na última década — como maiores capacidades de proteger componentes eletrônicos contra radiação e outros ambientes hostis no espaço — novas e emergentes oportunidades para fortalecer a resiliência arquitetônica vieram à tona.
“Por exemplo, em MEO, os satélites precisam sobrevoar uma região chamada Cinturão de Van Allen, que apresenta altos níveis de radiação”, disse Carlos. “Embora os níveis de radiação não tenham mudado ao longo do tempo, nossa capacidade de blindar satélites melhorou. Como resultado, estamos vendo mais satélites aproveitando a vantagem de voar em MEO, onde ainda estão próximos da Terra, mas não se movem tão rápido quanto em LEO.”
Niederstrasser disse que essas mudanças inovadoras e como elas estão sendo capitalizadas para a estratégia de defesa do país também fornecem serviços essenciais em caso de desastres.
“Estamos tentando encontrar a combinação mais vantajosa”, disse Niederstrasser. “Para certas missões, pode haver compensações entre resultados ótimos, como a resolução de uma imagem, mas o resultado é um custo geral menor e maior resiliência. Esses são os tipos de considerações que levamos em conta quando pensamos onde e em quais órbitas nossos satélites operarão.”