Satélites de arrasto zero (ou satélites drag-free) são satélites nos quais a carga útil segue uma trajetória geodésica no espaço, sendo influenciada apenas pela gravidade e não por forças não gravitacionais, como o arrasto da atmosfera residual, pressão da radiação solar e vento solar.
Um satélite de arrasto zero possui duas partes principais: um invólucro externo e uma massa interna chamada massa de prova (proof mass). A massa de prova flutua livremente dentro do invólucro externo, enquanto a distância entre ambos é medida continuamente.
Quando é detectada uma variação nessa distância, isso indica que o invólucro externo foi afetado por forças não gravitacionais e se moveu em relação à massa de prova. Nesse caso, propulsores instalados no invólucro externo reposicionam a estrutura para restaurar a distância original entre ela e a massa de prova.
Dessa forma, o invólucro externo protege a massa de prova de praticamente todas as interações externas que possam causar aceleração, exceto aquelas mediadas pela gravidade. Ao seguir o movimento da massa de prova, o invólucro externo — ou seja, o restante da espaçonave, incluindo instrumentos científicos — também passa a seguir uma trajetória geodésica.
Outra forma de entender um satélite de arrasto zero é considerar o sistema invólucro/massa de prova como um acelerômetro que mede a aceleração do invólucro externo.
O sinal desse acelerômetro é usado para controlar os propulsores do satélite, compensando exatamente a aceleração medida e garantindo que, ao longo do tempo, a aceleração líquida da espaçonave seja praticamente nula.
Como a massa de prova flutua livremente dentro do invólucro externo, ela não sofre nem o arrasto inicial nem os efeitos da compensação feita pelos propulsores.
Aplicações Satélites de arrasto zero são usados quando é fundamental para a missão do satélite que a carga útil permaneça em uma trajetória geodésica quase perfeita. Duas dessas missões foram a Gravity Probe B (2004 – 2005) da NASA e da Universidade de Stanford, criada para medir a curvatura do espaço-tempo perto da Terra, e a espaçonave GOCE (2009 – 2013) da ESA, que mediu variações no campo gravitacional da Terra.
Entre as missões planejadas que empregam tecnologia drag-free destacam-se o experimento STEP, bem como os observatórios de ondas gravitacionais LISA e DECIGO.
Referências
Categoria:Satélites