Talento

Monitoramento do tráfego espacial
O aluno de doutorado da AeroAstro, Sydney Dolan, usa uma abordagem interdisciplinar para desenvolver algoritmos de prevenção de colisões para satélites.
Por Elizabeth Durant - 14/01/2025


“Sou totalmente a favor de ser um bom ator espacial, pensando no espaço como um recurso protegido, assim como os parques nacionais”, diz o estudante de pós-graduação Sydney Dolan, visto aqui segurando um modelo impresso em 3D de um satélite. Créditos: Foto cortesia de Sydney Dolan.


Se há uma linha mestra nas atividades de Sydney Dolan, é uma crença fervorosa em ser um bom administrador — tanto no espaço quanto na Terra.

Como aluno de doutorado no Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT (AeroAstro), Dolan está desenvolvendo um modelo que visa mitigar colisões de satélites. Eles veem o espaço como um bem público, um recurso para todos. “Há uma preocupação real de que você poderia estar potencialmente profanando uma órbita inteira se colisões suficientes acontecessem”, eles dizem. “Temos que ser muito atenciosos sobre tentar manter o acesso das pessoas, para poder usar o espaço para todas as diferentes aplicações que ele tem hoje.”

Aqui no Blue Planet, Dolan é apaixonado por construir uma comunidade e garantir que os alunos do departamento tenham o que precisam para ter sucesso. Para isso, eles têm se empenhado profundamente em orientar outros alunos; liderar e participar de grupos de afinidade para mulheres e a comunidade LGBTQ+; e criar recursos de comunicação para ajudar os alunos a navegar na pós-graduação.

Lançamento em novos territórios

O interesse de Dolan em aeroespacial começou quando ela era uma estudante do ensino médio em Centerville, Virgínia. Uma amiga próxima pediu para eles irem a uma reunião de um clube de modelos de foguetes porque ela não queria ir sozinha. "Acabei indo com ela e realmente gostei, e acabou se tornando mais uma coisa minha do que dela!", eles dizem rindo. Construir foguetes e lançá-los na zona rural da Virgínia deu a Dolan experiência prática e formativa em engenharia aeroespacial e os convenceu a seguir a área na faculdade.

Elas frequentaram a Purdue University, atraídas pelo belo edifício aeroespacial e pela estatura da escola como uma produtora líder de astronautas. Embora sejam gratas pela educação que receberam na Purdue, a escassez de outras mulheres no departamento era gritante.

Esse desequilíbrio de gênero motivou Dolan a lançar o Purdue Women in Aerospace, para facilitar as conexões e trabalhar na mudança da cultura do departamento. O grupo trabalhou para tornar os espaços de estudo mais acolhedores para as mulheres e planejou o Amelia Earhart Summit inaugural para celebrar as contribuições das mulheres para o campo. Várias centenas de estudantes, ex-alunos e outros se reuniram para um dia inteiro de palestrantes inspiradores, painéis acadêmicos e da indústria e oportunidades de networking.

Durante o primeiro ano, Dolan foi aceito no Matthew Isakowitz Fellowship Program, que coloca os alunos em uma empresa espacial comercial e os junta a um mentor de carreira. Eles estagiaram na Nanoracks durante o verão, desenvolvendo uma pequena carga útil de cubesat que foi para a Estação Espacial Internacional. Durante o estágio, eles conheceram uma ex-aluna de doutorado do MIT AeroAstro, Natalya Bailey '14. Como Dolan estava se inclinando para fazer pós-graduação, Bailey deu conselhos valiosos sobre onde considerar se inscrever e o que entra em um pacote de inscrição — bem como um plug para o MIT.

Embora tenham se candidatado a outras escolas, o MIT se destacou. “Na época, eu realmente não tinha certeza se queria estar mais em engenharia de sistemas ou se queria me especializar mais em orientação, navegação, controles e autonomia. E eu realmente gosto que o programa no MIT tenha força em ambas as áreas”, explica Dolan, acrescentando que poucas escolas têm as duas especialidades. Dessa forma, eles sempre teriam a opção de mudar de uma para a outra se seus interesses mudassem. 

Ser um bom ator espacial

Essa opção seria útil. Para o mestrado, eles conduziram dois projetos de pesquisa em engenharia de sistemas. No primeiro ano, eles se juntaram ao Engineering Systems Laboratory , comparando arquiteturas de missão lunar e marciana para identificar quais tecnologias poderiam ser implantadas com sucesso na lua e em Marte para, como diz Dolan, "obter o máximo pelo dinheiro investido". Em seguida, eles trabalharam no Media LabProjeto TESSERAE  , que visa criar tiles que podem se automontar para formar laboratórios científicos, habitats de gravidade zero e outras aplicações no espaço. Dolan trabalhou nos controles para os tiles e na viabilidade de usar visão computacional para eles.

Por fim, Dolan decidiu mudar seu foco para autonomia para seu PhD, com foco em aplicações de tráfego de satélite. Eles se juntaram aoGrupo de Pesquisa DINaMo , trabalhando com Hamsa Balakrishnan, reitor associado da Escola de Engenharia e Professor William Leonhard (1940) de Aeronáutica e Astronáutica.

Gerenciar o tráfego espacial tem se tornado cada vez mais complexo. À medida que o custo para chegar ao espaço diminui e novos provedores de lançamento como a SpaceX surgem, o número de satélites cresceu nas últimas décadas — assim como o risco de colisões. Viajando a aproximadamente 17.000 milhas por hora, os satélites podem causar danos catastróficos e criar detritos que, por sua vez, representam um risco adicional. A Agência Espacial Europeia estimou que há aproximadamente 11.500 satélites em órbita (2.500 dos quais não estão ativos) e mais de 35.000 pedaços de detritos maiores que 10 centímetros. Em fevereiro passado, houve uma quase colisão — faltando apenas 33 pés — entre um  satélite da NASA e um satélite espião russo não operacional.

Apesar desses riscos, não há um órgão centralizado de governo monitorando as manobras de satélite, e muitos operadores relutam em compartilhar a localização exata de seus satélites, embora forneçam informações limitadas, diz Dolan. Sua tese de doutorado visa abordar essas questões por meio de um modelo que permite que os satélites tomem decisões independentes sobre manobras para evitar colisões, usando informações que eles coletam de satélites próximos. A abordagem de Dolan é interdisciplinar, usando aprendizado por reforço, teoria dos jogos e controle ideal para abstrair uma representação gráfica do ambiente espacial.

Dolan vê o modelo como uma ferramenta potencial que poderia fornecer supervisão descentralizada e informar políticas: “Sou amplamente a favor de ser um bom ator espacial, pensando no espaço como um recurso protegido, assim como os parques nacionais. E aqui está uma ferramenta matemática que podemos usar para realmente validar que esse tipo de informação seria útil.”

Encontrando um ajuste natural

Agora encerrando seu quinto ano, Dolan está profundamente envolvida na comunidade do MIT AeroAstro desde que chegou em 2019. Ela atuou como mediadora de pares no programa dREFS (Department Resources for Easing Friction and Stress); orientou outras alunas; e atuou como copresidente do grupo Graduate Women in Aerospace Engineering . Como bolsista de comunicação no AeroAstro Communications Lab , Dolan criou e ofereceu workshops, coaching e outros recursos para ajudar os alunos com artigos de periódicos, inscrições para bolsas, pôsteres, currículos e outras formas de comunicação científica. "Eu acredito firmemente que todas as pessoas devem ter os mesmos recursos para ter sucesso na pós-graduação", diz Dolan. "O MIT faz um ótimo trabalho fornecendo muitos recursos, mas às vezes pode ser assustador descobrir o que são e a quem perguntar."

Em 2020, eles ajudaram a fundar um grupo de afinidade LGBTQ+ chamado QuASAR (Queer Advocacy Space in AeroAstro). Diferentemente da maioria dos clubes do MIT, o QuASAR é aberto a todos no departamento — alunos de graduação e pós-graduação, corpo docente e funcionários. Os membros se reúnem várias vezes ao ano para eventos sociais, e o QuASAR sediou painéis acadêmicos e da indústria para refletir melhor a variedade de identidades no campo aeroespacial.

Em seu tempo livre, Dolan adora ultramaratona — ou seja, correr distâncias maiores que uma maratona. Até o momento, eles correram corridas de 50 quilômetros e 50 milhas e, recentemente, incríveis 120 milhas em uma ultramaratona no quintal ("basicamente, corra até cair", diz Dolan). É um ótimo antídoto para o estresse e, curiosamente, eles notaram que há muitos alunos de doutorado em ultramaratona. "Eu estava conversando com minha orientadora sobre isso uma vez e ela disse, 'Sydney, você é louca, por que diabos você faria algo assim?' Ela disse isso respeitosamente! E eu disse, 'É, por que eu iria querer fazer uma tarefa que tem uma data de término ambígua e que exige muito trabalho e disciplina?'", diz Dolan, sorrindo.

Seu trabalho duro e disciplina serão recompensados enquanto eles se preparam para completar sua jornada no MIT. Depois de concluir seu programa de graduação, Dolan espera conseguir uma posição de professor em uma faculdade ou universidade. Ser professor parece um ajuste natural, eles dizem, combinando seu fascínio pela engenharia aeroespacial com sua paixão por ensinar e orientar. Quanto a onde eles acabarão, Dolan se torna filosófico: "Estou jogando muitos dardos na parede, e veremos... é com o universo agora."

 

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