SpinLaunch e o canhão centrífugo que quer lançar satélites para o espaço

No meio do deserto, uma gigantesca estrutura circular prepara-se para baralhar décadas de lançamentos espaciais assentes em foguetões.

Longe de olhares curiosos e a funcionar quase em segredo, uma startup da Califórnia está a apostar num “canhão” centrífugo capaz de atirar pequenos satélites rumo ao espaço recorrendo apenas a energia mecânica - sem chamas, sem fumo e sem depósitos de combustível a explodir no arranque.

Um lançamento espacial sem foguete nem chama

Durante mais de cinquenta anos, a regra foi simples: para vencer a gravidade da Terra, é preciso queimar combustível. Muito combustível. Foguetões enormes, tanques descomunais, toneladas de querosene e oxigénio líquido. Este modelo levou a humanidade à órbita, à Lua e a Marte, mas com um preço elevado e um impacto ambiental cada vez mais escrutinado.

É precisamente este padrão que a SpinLaunch, empresa norte-americana que tem vindo a testar o seu sistema no deserto do Novo México, procura quebrar. O conceito, com inspiração em aceleradores de partículas, parece directo e é difícil de executar: uma carga útil é acelerada dentro de uma câmara de vácuo através de um braço rotativo até atingir velocidades de milhares de quilómetros por hora. Quando chega ao ponto certo, a carga é libertada e projectada para a alta atmosfera.

Em vez de queimar combustível durante a subida, o sistema acumula energia antes do disparo, sob a forma de rotação, e a libera de uma vez.

Nos ensaios suborbitais já concluídos, a empresa demonstrou que o princípio é viável. A máquina - um disco fechado de grandes dimensões - faz girar um projéctil num ambiente quase sem ar para limitar o atrito. Um motor eléctrico é o responsável por manter essa rotação. É aqui que surge a mudança-chave: a energia vem da rede eléctrica, potencialmente alimentada por fontes renováveis, e não de combustíveis químicos que libertam gases com efeito de estufa directamente na atmosfera.

Como funciona o “canhão centrifugo” da SpinLaunch

À vista, o equipamento assemelha-se a um disco vertical colossal. No interior, um braço metálico actua como uma catapulta de alta tecnologia. A carga útil - seja um microssatélite, seja um módulo que os agrupa - fica fixada na extremidade desse braço.

• O ar é retirado da câmara para criar um vácuo parcial.
• O braço começa a girar, cada volta mais rápida que a anterior.
• Quando a velocidade ideal é atingida, uma abertura se alinha com o braço.
• Um mecanismo de liberação dispara a carga em direção ao céu.

A versão actualmente em testes ainda não coloca objectos em órbita. Por agora, limita-se a voos suborbitais, usados para validar materiais, electrónica e a própria integridade estrutural do sistema. O objectivo seguinte, segundo a empresa, passa por construir uma versão de maior escala, capaz de lançar projécteis que depois completam a inserção orbital com um pequeno motor auxiliar - muito mais modesto do que o primeiro estágio de um foguetão convencional.

Resistir a 10.000 G: o preço da catapulta espacial

O ganho potencial tem um custo exigente para os satélites. Cargas lançadas por um sistema deste tipo são sujeitas a acelerações que podem chegar a 10.000 vezes a gravidade terrestre. Para referência, num foguetão tradicional um passageiro sente, durante grande parte do voo, algo entre 3 e 5 G, podendo atingir 8 ou 9 G em cenários extremos.

O que hoje é considerado aceitável para a maioria dos satélites simplesmente não sobrevive ao canhão centrifugo, obrigando a repensar todo o design.

Para lidar com esta limitação, a SpinLaunch está a desenvolver satélites feitos à medida: mais pequenos, mais robustos e com um perfil achatado - quase como “discos tecnológicos” compactos. Cada unidade teria cerca de 2,3 m de diâmetro e uma massa em torno de 70 kg, concebida para aguentar o impacto sem perder capacidade de operar em órbita.

Satélites repensados do zero

Esta alteração obriga a repensar a forma de desenhar constelações. Em vez de plataformas flexíveis e repletas de módulos delicados, os engenheiros passam a dar prioridade a:

• componentes reforçados, com menor risco de falha mecânica;
• electrónica encapsulada para resistir a forças elevadas de compressão;
• estruturas mais simples, com menos peças móveis;
• configurações compatíveis com produção em série, quase ao estilo de uma linha de montagem automóvel.

Os satélites seguem empilhados dentro de um único módulo, lançado de uma só vez pelo canhão. Já em órbita, esse módulo liberta cada unidade, que depois segue para a sua posição final com pequenos ajustes de trajectória. O que se ganha é repetibilidade, produção mais simples e menor custo por unidade - em troca de alguma perda de flexibilidade na missão.

Cinco lançamentos por dia: o impacto na economia da órbita baixa

Se a tecnologia evoluir para a versão operacional prevista, a promessa é arrojada: até cinco lançamentos por dia, muito acima do ritmo actual dos principais foguetões comerciais. Isso mexe com a economia da órbita baixa, utilizada para comunicações, observação da Terra e serviços de internet por satélite.

Mais tiros por dia significam satélites mais baratos em órbita, renovação constante de constelações e entrada de novos atores no mercado espacial.

Estimativas iniciais apontam para um custo por quilograma entre 1.250 e 2.500 dólares. Continua a ser um montante relevante, mas tende a ficar abaixo de vários sistemas baseados em foguetões químicos, sobretudo para cargas pequenas. Nesta gama de preços, abre-se margem para:

Aplicação	Vantagem com lançamentos frequentes
Monitorização climática	Substituição rápida de satélites avariados, com menos “buracos” de cobertura
Internet por satélite	Actualização acelerada de constelações e aumento de capacidade
Imagens de alta resolução	Constelações menores e mais densas, melhorando a revisita sobre grandes cidades

Com um acesso mais barato e mais frequente, empresas de menor dimensão - e até governos com orçamentos mais limitados - podem planear iniciativas espaciais que antes eram inviáveis. Em paralelo, colocar mais objectos na órbita baixa aumenta o risco de colisões e agrava preocupações com lixo espacial, interferência em observações astronómicas e poluição luminosa.

Impacto climático e limites ambientais

Eliminar a combustão directa é particularmente apelativo num contexto de transição energética. Ao não queimar propelentes durante grande parte da subida, o sistema evita emissões em camadas altas da atmosfera, onde alguns poluentes podem permanecer durante longos períodos. Se a electricidade utilizada vier de fontes limpas, a pegada de carbono por lançamento pode cair de forma significativa.

Ainda assim, mais objectos em órbita significam a necessidade de regras mais exigentes para desorbitação, rastreio e eliminação segura. Uma constelação lançada por um canhão centrífugo está sujeita às mesmas leis da física que podem gerar nuvens de detritos após colisões. A facilidade de colocar satélites no espaço tem de caminhar a par de políticas de remoção controlada no fim da vida útil.

Termos que valem uma explicação rápida

Dois conceitos essenciais ajudam a enquadrar a tecnologia:

• G (gravidade): unidade que expressa quantas vezes uma aceleração supera a gravidade à superfície da Terra. Em 10.000 G, um objecto de 1 kg “comporta-se” como se pesasse 10 toneladas.
• Lançamento suborbital: voo que sai da atmosfera, mas não atinge a velocidade horizontal necessária para se manter a orbitar a Terra. Sobe, atinge um pico de altitude e volta a cair.

Perceber estes pontos deixa claro porque é que muitos satélites actuais não conseguem ser adaptados a este tipo de sistema: foram projectados para acelerações de dois dígitos - talvez três - e não para quatro.

Cenários futuros, riscos e combinações possíveis

Um caminho plausível é encarar o canhão centrífugo como parte de uma cadeia híbrida de acesso ao espaço. O sistema trataria da “primeira etapa”, lançando a carga para uma altitude elevada; a partir daí, um pequeno motor químico ou eléctrico faria o ajuste fino da órbita. O resultado seria uma redução drástica do foguetão necessário, com impacto directo nos custos e no consumo de combustível.

Outra possibilidade passa por usos mais ambiciosos, como o envio rápido de cargas para missões de emergência. Em teoria, um sistema destes poderia colocar, em poucas horas, satélites temporários de comunicações após um desastre natural, restabelecendo ligações básicas em zonas afectadas. O desafio, aqui, seria equilibrar urgência com segurança orbital, sem acrescentar ainda mais objectos a uma órbita já congestionada.

Também existem riscos do lado industrial. Se o mercado não validar a aposta em satélites ultra-reforçados, muitas empresas poderão não querer redesenhar plataformas apenas para cumprirem o perfil do canhão centrífugo. A adopção vai depender de quão consistente e fiável será a promessa de custos inferiores e de uma cadência realmente diária de lançamentos.

---