Milhares de objetos artificiais descartados orbitam a Terra e, quando pedaços desses detritos espaciais retornam à superfície, podem representar um risco para as pessoas que estão no solo. Para ajudar a identificar onde os detritos podem cair, um cientista da Universidade Johns Hopkins contribuiu com um novo método que utiliza sistemas existentes de monitoramento de terremotos para rastrear objetos à medida que eles reentram na atmosfera.
Este método depende de uma rede de sismógrafos, instrumentos projetados para detectar movimentos do solo causados por terremotos. O método pode fornecer informações mais precisas quase em tempo real do que normalmente está disponível hoje, facilitando a localização e recuperação de detritos queimados, danificados ou perigosos.
“As reentradas estão a acontecer com mais frequência. No ano passado, tivemos vários satélites a entrar na nossa atmosfera todos os dias e não temos uma verificação independente de onde entraram, se se partiram, se queimaram na atmosfera ou caíram no chão,” disse o autor principal Benjamin Fernando, investigador de pós-doutoramento em Markoa e outros planetas do sistema Terra. “É um problema crescente e só vai piorar.”
O estudo foi publicado na revista em 22 de janeiro. ciência.
Reconstruindo a trajetória final de uma espaçonave
Fernando e seu co-autor, Constantinos Charalambous, pesquisador do Imperial College London, testaram a técnica analisando a reentrada de detritos da espaçonave chinesa Shenzhou-15. O módulo orbital da espaçonave entrou na atmosfera da Terra em 2 de abril de 2024. Com cerca de 3,5 pés de largura e pesando mais de 1,5 toneladas, o objeto era grande o suficiente para colocar potencialmente os humanos em perigo, segundo os pesquisadores.
À medida que os detritos espaciais afundam na atmosfera, eles viajam mais rápido que a velocidade do som. Essa velocidade extrema cria explosões sônicas, também conhecidas como ondas de choque, geradas por jatos militares. Essas ondas de choque causam vibrações que viajam pelo solo e acionam os sismômetros ao longo do caminho dos detritos. Ao determinar quais sensores detectaram as vibrações e quando, os cientistas puderam rastrear a direção de deslocamento do objeto e estimar onde ele pousou.
O que os sensores de terremoto podem revelar?
Usando dados de 127 sismógrafos espalhados pelo sul da Califórnia, a equipe calculou a velocidade e a trajetória do módulo Shenzhou-15. O objeto foi lançado pela atmosfera a aproximadamente Mach 25-30, rumo ao nordeste sobre Santa Bárbara e Las Vegas a cerca de dez vezes a velocidade do avião a jato mais rápido.
A força do sinal sísmico também permite aos pesquisadores estimar a altura do módulo e determinar quando ele entrou em colapso. Combinando essas informações com cálculos de velocidade e direção, eles descobriram que os destroços viajaram cerca de 40 quilômetros ao norte do caminho previsto pelo Comando Espacial dos EUA, que depende do rastreamento orbital antes da reentrada.
Por que o rastreamento preciso é importante
À medida que os detritos queimam durante o pouso, eles podem liberar partículas tóxicas que permanecem na atmosfera por horas e se deslocam para outras regiões à medida que os padrões climáticos mudam. Conhecer o caminho preciso dos detritos da queda ajuda as agências a entender para onde essas partículas podem viajar e quais populações podem estar expostas, disseram os pesquisadores.
O rastreamento quase em tempo real também possibilita a recuperação de destroços que sobreviveram ao colapso. A recuperação rápida é especialmente importante porque alguns objetos podem conter substâncias perigosas.
“Em 1996, os destroços da espaçonave russa Mars 96 saíram de órbita. As pessoas pensaram que ela havia queimado e que sua fonte de energia radioativa havia pousado intacta no oceano. As pessoas então tentaram rastreá-la, mas sua localização nunca foi confirmada”, disse Fernando. “Mais recentemente, um grupo de cientistas encontrou plutónio artificial num glaciar no Chile e acreditam que a fonte de electricidade foi libertada após a aterragem e contaminou a área. Nos beneficiaríamos da utilização de ferramentas de rastreio adicionais, especialmente para aqueles raros casos em que os detritos contêm material radioactivo.”
Complementar aos métodos de rastreamento espacial existentes
Até agora, os cientistas dependiam do radar para observar objetos na órbita baixa da Terra e prever quando e onde eles reentrariam na atmosfera. Essas previsões às vezes podem estar erradas por milhares de quilômetros. As medições sísmicas oferecem uma adição valiosa ao rastreamento de detritos após sua entrada na atmosfera, fornecendo um registro de seu caminho real.
“Se você quiser ajudar, é importante entender onde isso ocorre rapidamente – em 100 segundos, em vez de 100 dias, por exemplo”, disse Fernando. “É importante desenvolvermos o maior número possível de métodos para rastrear e caracterizar detritos espaciais.”
