Em 17 de março de 1958, um foguete de três estágios decolou de uma esfera de alumínio polido do Cabo Canaveral e a colocou em uma órbita longa e elíptica ao redor da Terra. O Vanguard 1 tinha apenas 16,3 centímetros de diâmetro e pesava cerca de 1,5 quilograma. Seis aerofólios finos fazem com que pareça maior, mas a espaçonave estava realmente mais próxima do tamanho de uma uva.
Quase sete décadas depois, ainda é. NASA detectou Vanguard 1 Como o mais antigo objeto feito pelo homem na órbita da Terra. Os seus transmissores de rádio estão silenciosos desde 1964, mas os observadores ainda podem seguir a esfera a partir do solo à medida que completa um circuito após o outro.
As alegações de que permanecerá na cabeça “por mais vários séculos” exigem alguma moderação. A NASA publicou uma vida orbital estimada em cerca de 240 anos desde o lançamento, que retornará no final do século XXII. Isto está mais próximo de dois séculos do que de alguns séculos, e nenhuma previsão anterior pode fornecer uma data firme de reentrada.
O quarto satélite tornou-se o mais antigo vivo
O Vanguard 1 não foi o primeiro satélite. Foi o quarto depois do Sputnik 1, Sputnik 2 e Explorer 1. Foi apenas o segundo satélite americano bem-sucedido. Essas espaçonaves anteriores entraram em órbita baixa e eventualmente reentraram na atmosfera. O Vanguard 1 começou com um perigeu de aproximadamente 650 km e um apogeu de cerca de 4.000 km, deixando a maior parte de cada órbita acima do ar denso que derrubou os satélites inferiores.
Essa distinção é importante. “Objeto mais antigo em órbita” significa o primeiro objeto lançado que permanece lá, e não o primeiro objeto lançado em órbita. Fragmentos do veículo de lançamento Vanguard também permanecem em órbita da mesma missão, mas o Vanguard 1 detém o título de satélite sobrevivente mais antigo.
O Projeto Vanguard foi selecionado como a contribuição dos EUA para o Ano Geofísico Internacional. Sua primeira tentativa de lançamento de satélite, o Vanguard TV-3, subiu menos de dois metros em 6 de dezembro de 1957, antes de perder impulso e explodir na plataforma. O Explorer 1 tornou-se o primeiro satélite americano de sucesso em 31 de janeiro de 1958. O Vanguard 1 surgiu seis semanas depois, transformando um programa associado a um fracasso altamente divulgado em um dos artefatos mais duradouros do início da era espacial. História do Projeto Vanguard da NASA A empresa credita esse sucesso à criação do Goddard Space Flight Center.
Uma espaçonave simples com uma nova fonte de energia importante
A esfera não carrega câmeras, sistemas de propulsão ou computadores. Dentro havia dois transmissores de rádio e um sensor de temperatura. Um transmissor funcionava com uma bateria de mercúrio. O outro extraiu energia de seis pequenos painéis de células solares de silício montados na parte externa da esfera, tornando o Vanguard 1 o primeiro satélite movido a energia solar.
O transmissor de bateria durou apenas até junho de 1958. O transmissor movido a energia solar continuou até maio de 1964, quando o último sinal foi recebido em uma estação de rastreamento em Quito, Equador. As datas são definidas em um Relatos da NASA publicados no 50º aniversário do Vanguard 1. A espaçonave está silenciosa em termos de rádio desde então.
O silêncio não o fez desaparecer. Observações ópticas e de radar podem estabelecer a órbita de um objeto sem qualquer equipamento operacional. Portanto, o Vanguard 1 continua a transmitir dados mesmo após o seu transmissor ser desligado. Pequenas mudanças na trajetória podem ser medidas em relação às previsões, permitindo aos investigadores estimar a força que atua no satélite.
Órbita se torna o instrumento
A importância científica do Vanguard 1 não se limitou à temperatura transmitida durante o funcionamento dos rádios. O rastreamento preciso mostra que a forma da Terra não era uma esfera plana perfeitamente simétrica. A diferença nos movimentos dos satélites ajudou os geodesistas a refinar a sua descrição da ligeira forma de pêra do planeta, com uma pequena assimetria entre os hemisférios norte e sul.
Os pesquisadores usaram a órbita para estudar os efeitos da densidade da alta atmosfera e da pressão da radiação solar. A luz solar carrega impulso, de modo que mesmo uma espaçonave pequena e leve pode ser empurrada no tempo. Mudanças na atividade solar podem aquecer e expandir a atmosfera externa, elevando-a onde normalmente é extremamente fina. Detalhes da NASA História do Programa Ciência de Vanguarda Descreve como o rastreamento de pequenas esferas revela esses efeitos.
É por isso que um satélite quase sem instrumentação a bordo pode permanecer cientificamente útil. Seu tamanho conhecido, baixa massa e órbita de longa vida fazem dela uma partícula de teste que se move através de um ambiente gravitacional e atmosférico complexo. A espaçonave enviou medições durante seis anos, mas sua trajetória em si carrega um longo histórico.
Por que as estimativas de vida mudam?
As primeiras estimativas sugeriam que o Vanguard 1 poderia permanecer em órbita por cerca de 2.000 anos. Este número foi posteriormente reduzido para 1.000 anos e depois para cerca de 240 anos. As revisões refletiram uma melhor compreensão de como a pressão da radiação solar, o arrasto atmosférico e os períodos de alta atividade solar alteram a órbita de um objeto pequeno e leve.
O valor atual não deve ser considerado como um cálculo. A resistência à altitude do Vanguard 1 varia com o ciclo de atividade de 11 anos do Sol e com eventos solares raros. A órbita também é perturbada pela gravidade da Lua e do Sol e pelo campo gravitacional não uniforme da Terra. Pequenas diferenças acumuladas ao longo de um século podem alterar significativamente a data prevista de erosão.
A estimativa de 240 anos da NASA implica um amplo período de reentrada por volta de 2198. A partir de 2026, faltam cerca de 172 anos. Outras descrições circundam o tempo de vida restante de maneira diferente, o que explica por que se costuma dizer que o Vanguard 1 ainda tem um “século”. A conclusão fiável é menos precisa: é provável que sobreviva até ao próximo século e talvez mais além, ninguém sabe quando esse dia ou mesmo uma década irá regressar.
Um artefato e um pedaço de detritos orbitais
O Vanguard 1 ocupa duas categorias ao mesmo tempo. É uma espaçonave histórica cujas células solares ajudaram a estabelecer um sistema de energia agora utilizado em toda a indústria de satélites. É um objeto não controlado, sem manobra ou capacidade de sair da órbita. No jargão atual das operações espaciais, trata-se de detritos orbitais.
A esfera é muito pequena e muito distante para causar preocupações imediatas de colisão com órbitas baixas da Terra lotadas. A sua longa persistência, no entanto, ilustra uma característica fundamental da mecânica orbital: os vários problemas de chegar e permanecer no espaço. Em altitudes suficientemente elevadas, a atmosfera pode levar séculos para dissipar a energia fornecida por um veículo lançador em minutos.
Os observadores terrestres nunca precisam se anunciar para saber onde está o satélite. Entrada do catálogo de naves espaciais da NASA para Vanguard 1 Armazena registros de missão e parâmetros orbitais sob seu identificador internacional, 1958-002B. O catálogo é a continuação moderna de um esforço de rastreamento que começou quando o satélite era um dos poucos objetos artificiais acima da Terra.
O Vanguard 1 foi construído para transmitir medições modestas nos primeiros meses da era dos satélites. Em vez disso, o seu resultado mais duradouro tem sido a sua persistência. A esfera em forma de uva já não transmite nada da órbita, mas cada passagem é uma exibição silenciosa da altitude que atingiu em 1958, da fraqueza do arrasto e da longa vida física após a morte que um lançamento pode produzir.
