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Por que os balões despontam como futuros substitutos dos satélites


Os balões já oferecem tecnologia para comunicação e monitoramento

David Hambling
BBC Future

O futuro próximo: turistas animadamente espiam a Terra por uma pequena janela, encantados com a vista da escuridão estrelada, acima; e do horizonte azul curvado, abaixo. Eles não estão, no entanto, a bordo de uma espaçonave, e sim de um "balão de quase-espaço". Ele foi lançado da Mongólia, e não de Houston, nos Estados Unidos. E os turistas são chineses.

Tais balões são a nova "alta fronteira". Em 1958, a Rússia impressionou o mundo ao lançar o Sputnik, o primeiro satélite a entrar em órbita. Os americanos rapidamente criaram sua agência espacial, a Nasa, para entrar nessa corrida até se tornarem a maior potência espacial.

Hoje satélites são essenciais para comunicação, monitoramento, navegação e outras áreas. Mas após 60 anos de seu lançamento, o Sputnik está sendo desafiado pelo balão de altitude elevada.

Para comunicação e monitoramento, os balões já oferecem uma boa posição a 30 quilômetros de altura, muito mais perto que os satélites. Eles custam uma fração do preço e, ao contrário dos satélites, podem facilmente voltar à Terra para atualizações e reparos.

A Nasa foi pioneira no lançamento de balões estratosféricos, nos anos 1950. Hoje, a agência os utiliza para realizar pesquisa atmosférica, observar a Terra e explorar raios cósmicos. Os balões são enormes, alguns têm sete vezes o tamanho da Catedral de Saint Paul, em Londres, que mede 111 metros. São feitos de um plástico da espessura de um sanduíche e inflados com gás hélio. Entre seus pontos fracos, só podem flutuar com vento. Por isso, o grande avanço dos últimos anos tem sido aprender a orientá-los.

"Estamos explorando uma área totalmente nova da navegação", diz Jeffrey Manber, CEO da Nanoracks, companhia espacial dos EUA. "Para mim, o que está acontecendo agora remonta ao tempo da navegação por estrelas e ventos, de volta para o futuro".

A estratosfera tem esse nome porque é uma camada da atmosfera "estratificada", ou seja, com subdivisões por onde sopram ventos de várias altitudes e direções. Em princípio - e seguindo a informação meteorológica -, um balão pode trafegar em qualquer direção, basta colocá-lo na altitude e nos ventos certos.


Antes de aeronaves pioneiras como Sputnik 3, balões ajudaram a abrir caminho para a corrida espacial

O Projeto Loon, da empresa de tecnologia Alphabet, vinculada ao Google, é um dos primeiros a desbravar os ventos dos balões de altitude elevada para oferecer comunicação em áreas remotas ou afetadas por desastres. O plano original era uma corrente de balões seguindo o vento predominante, mas pesquisadores descobriram que eles poderiam permanecer no lugar usando ventos contrabalançados em alturas diferentes. Algoritmos sofisticados de aprendizagem mecânica mudam a altura do balão para que ele pegue o vento certo.

O Projeto Loon garantiu acesso à internet a 300 mil pessoas em Porto Rico depois que o furacão Maria destruiu a infraestrutura local em 2017. O caso provou que o conceito funciona, embora ainda esteja em fase experimental.

Plataformas de vigilância

Já o World View, com base em Tucson, nos Estados Unidos, planeja usar seus balões, conhecidos como Stratollites, não apenas como dispositivo de comunicação, mas também como plataformas de vigilância. A BBC Future visitou suas instalações em 2016.

"As aplicações são intermináveis, e vão da fiscalização constante de florestas, passando pelo envio de alertas de incêndio, vigilância de áreas remotas do oceano para combater a pirataria marítima até o monitoramento em tempo real de equipes de resgate", lista Angelica DeLuccia Morrissey, do World View.

Há três anos, o World View parecia apenas um sonho, mas depois de uma série de testes de voo cada vez mais ambiciosos, a companhia fechou contratos com o governo americano e clientes comerciais. A comunidade da área de defesa enxerga os Stratollites como os novos olhos no céu.


Balões do Projeto Loon já foram usados em operações de resgate em desastres

"Achamos que isso tem o potencial de ser um divisor de águas para nós", afirma Kurt Tidd, comandante do Comando do Sul dos Estados Unidos, após um teste bem-sucedido com o Stratollite. "Uma grande plataforma de vigilância de longa duração".

Esse balão poderia contribuir para o monitoramento do clima em tempo real, a exemplo da aproximação de um furacão pela parte de cima. A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA se mostrou interessada na tecnologia.

Os Stratollites transportam uma carga útil de até 50kg e, graças a painéis solares, operaram por tempo indeterminado, com energia suficiente para acionar radares ou dispositivos poderosos de comunicação.

Balões maiores capazes de transportar cargas mais pesadas estão sendo desenvolvidos. Planos de longo prazo incluem o turismo perto do espaço e o transporte de produtos. Quando sua missão termina, o Stratollite vai até um lugar pré-determinado e abre um paraquedas para voltar ao solo. A mesma técnica poderia ser usada para entregar suprimentos de emergência ou outras cargas em áreas remotas em qualquer parte do mundo.

Competição chinesa

Há uma competição crescente, e ela vem da China. A KuangChi Science (KC), fundada em Shenzhen em 2010, é especializada em dirigíveis e tecnologia de comunicação. A empresa está desenvolvendo seu balão Traveller e sua própria versão de navegação por vento na estratosfera.

"O foco principal da China é o sensoriamento remoto e as telecomunicações, com clientes que incluem prefeituras interessadas em integrar o Traveller a seus sistemas de Smart City (conceito para a aplicação da tecnologia ao desenvolvimento urbano)", diz Zhou Fei, diretor da equipe de P&D da KC Space. Ele estima que o custo ficará entre um décimo e um centésimo de um sistema comparável de satélite.

O Traveller também abrigará cápsulas para transportar seis passageiros até a estratosfera. Em outubro, a KuangChi lançou, a uma altitude de 21 quilômetros, um balão com uma tartaruga, que depois voltou em segurança para o solo. Estima-se ter voos com passageiros em 2021, ao custo de cerca de £70 mil (R$ 345 mil) por assento.


A World View conduziu uma série de ambiciosos testes de voo nos últimos três anos

Fei diz que o Traveller também pode ser uma plataforma de "lançamento secundário". Isso significa transportar um foguete até uma determinada altitude na atmosfera, de onde ele seria lançado. Assim seria mais fácil colocá-lo em órbita do que do nível do mar, como ocorre hoje. O método seria útil, por exemplo, para o crescente mercado de CubeSats - um tipo de satélite em miniatura usado na pesquisa espacial.

"Todos ao redor do mundo buscam reduzir o custo de lançamento de um CubeSat", afirma Jeffrey Manber, da Nanoracks, empresa que trabalha com a KC no projeto Traveller.

Balões também devem soltar veículos em direção ao solo. Em 2017, uma equipe da Academia Chinesa de Ciências lançou dois pequenos drones de um balão estratosférico, que funcionou como uma base aérea flutuante. Essa infraestrutura poderia conduzir buscas e missões de resgate, em que sensores nos balões identificariam uma localização provável e drones seriam lançados para se ter uma visão mais próxima da área. Eles acreditam que o balão poderia carregar centenas de drones.


Balões poderiam ser uma forma barata de lançar pequenos CubeSats

O Exército chinês também tem demonstrado interesse no "quase-espaço". Ninguém controla esse domínio - ainda - e balões estratosféricos oferecem meios baratos para vigilância militar e outras aplicações. Isso poderia resultar em uma série de contratos militares.

Depois que o Sputnik russo mostrou ao mundo o que os satélites poderiam fazer, os Estados Unidos os superaram na corrida espacial. Cada vez mais os balões estratosféricos devem aparecer num futuro próximo para funções como o turismo (quase) espacial, a comunicação e vigilância. A corrida do "quase-espaço" está em curso, com os Estados Unidos em primeiro lugar, e a China perto de alcançá-los.

FONTE: BBC BRASIL

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