Missão Starling da NASA Abre Novas Fronteiras na Navegação Espacial

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Ontem (17/08), o portal oficial da NASA noticiou que a Missão Starling, dessa agência espacial norte-americana, que foi lançada em 2023, está abrindo novas fronteiras na navegação espacial.

Crédito: NASA/Daniel Rutter

A missão estendida do enxame Starling testou a navegação independente de GPS, usando o rastreamento de estrelas a bordo para a determinação autônoma da órbita e atualizações do catálogo de objetos espaciais.

De acordo com a nota do portal, a missão Starling da NASA alcançou mais um marco na autonomia de espaçonaves ao utilizar um novo sistema que determina a posição de um satélite em órbita tendo como referência outros objetos no espaço, em vez de depender de uma rede de navegação.

A demonstração de tecnologia FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation — Navegação Óptica Autônoma Rápida Baseada em Catálogo para Situações de Perda de Orientação no Espaço) é um passo em direção à capacidade de as espaçonaves operarem de forma mais independente. À medida que a NASA se prepara para mais missões além da órbita da Terra, tecnologias como a FALCON podem dar suporte a enxames de satélites lunares, missões científicas distribuídas e à exploração humana.

A navegação tradicional de satélites depende de sinais de GPS, mas eles podem ser pouco confiáveis ou estar indisponíveis em ambientes lunares ou no espaço profundo. A carga útil FALCON é um experimento de voo conjunto da NASA e da EraDrive, uma startup derivada da Universidade Stanford. Ela combina o software de voo Era-Core e os algoritmos embarcados da EraDrive com as câmeras da Starling e um catálogo a bordo de satélites conhecidos para dar suporte à navegação independente de GPS e à consciência situacional espacial.

“FALCON é mais um sucesso para a missão de demonstração Starling. Os resultados da FALCON podem ter implicações de longo alcance para o monitoramento do tráfego espacial em órbita, a prevenção de colisões e a navegação alternativa”, disse Roger Hunter, gerente do programa Small Spacecraft and Distributed Systems da NASA no Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia. “O número de ‘primeiros’ da Starling continua crescendo.”

A demonstração FALCON testou duas capacidades complementares que fizeram uso criativo das câmeras de rastreamento de estrelas a bordo da Starling, instrumentos padrão que identificam objetos brilhantes no espaço para informar a orientação e a posição de uma espaçonave. Em experimentos de posição, navegação e sincronização, ela comparou objetos observados pelas câmeras da espaçonave — incluindo outras espaçonaves e detritos orbitais — com um catálogo de objetos espaciais conhecidos mantido e disponibilizado publicamente pelo Departamento de Guerra dos EUA. A FALCON então utilizou os objetos observados e verificados como pontos de referência para determinar a órbita da Starling.

Em experimentos separados, a FALCON refinou com sucesso as estimativas das órbitas dos objetos espaciais observados pelas câmeras da Starling. A equipe da missão carregou na espaçonave o catálogo completo de aproximadamente 20.000 objetos espaciais e suas órbitas previstas. A FALCON então correlacionou esses dados com as observações de outros objetos espaciais feitas pelas câmeras da espaçonave para estimar a localização da Starling — e as localizações de outros objetos espaciais — com uma precisão ainda maior do que a dos dados atuais do catálogo. Durante um período de três dias, a FALCON aprimorou as órbitas conhecidas de mais de 200 objetos sem intervenção de operadores em solo.

A capacidade de determinação autônoma da própria órbita possibilitada pela FALCON é uma novidade para espaçonaves que utilizam câmeras ópticas para navegar com base em sua posição relativa a outros objetos no espaço. Separadamente, os experimentos de atualização do catálogo produziram previsões mais precisas da posição dos objetos a bordo da Starling do que aquelas fornecidas pelas estações terrestres.

Redes coordenadas de múltiplos satélites sem GPS serão fundamentais para dar suporte às operações na superfície durante futuras missões de exploração humana da Lua ou de Marte. Para missões científicas, conhecer a localização precisa de cada espaçonave é necessário para alinhar medições realizadas a partir de múltiplos pontos no espaço. E, para o gerenciamento do tráfego espacial, a navegação autônoma e as atualizações de catálogos podem reduzir a dependência de redes terrestres e melhorar a prevenção de colisões.

O experimento FALCON destaca o papel da NASA no incentivo à inovação comercial. O que começou como um projeto de University SmallSat Technology Partnerships evoluiu para uma startup, a EraDrive, que agora está comercializando seu software Era-Core e hardware relacionado para aplicações mais amplas. A Starling forneceu uma plataforma para testes no mundo real, demonstrando que softwares de voo podem transformar satélites em navegadores autônomos.

Ainda este ano, a Starling, que foi lançada em 2023, ampliará o experimento FALCON utilizando o Era-Core, permitindo que seu enxame de quatro espaçonaves compartilhe dados de rastreamento e refine coletivamente suas posições.

O Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, lidera a missão Starling. O programa Small Spacecraft and Distributed Systems da NASA, sediado no Ames e integrante da Diretoria de Missões de Pesquisa e Tecnologia, financia e gerencia a missão Starling.

Brazilian Space

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