Milhares de objetos abandonados feitos pelo homem estão orbitando a Terra e, quando pedaços desses detritos espaciais caem de volta à Terra, podem representar um perigo para as pessoas no solo. Para ajudar a determinar onde os detritos podem ter aterrissado, um cientista da Universidade Johns Hopkins propôs um novo método que utiliza sistemas de monitoramento sísmico existentes para rastrear objetos à medida que eles reentram na atmosfera.
Este método depende de uma rede de sismógrafos, instrumentos utilizados para detectar movimentos do solo causados por terremotos. O método poderia fornecer informações mais precisas quase em tempo real do que normalmente está disponível hoje, tornando mais fácil encontrar e recuperar detritos que possam estar queimados, danificados ou perigosos.
“A reentrada está a tornar-se mais frequente”, disse o autor principal Benjamin Fernando, investigador de pós-doutoramento que estuda terramotos na Terra, Marte e outros planetas do sistema solar. No ano passado, tivemos vários satélites a entrar na atmosfera todos os dias, mas não tivemos nenhuma verificação independente de onde entraram, se se partiram em pedaços, se queimaram na atmosfera ou se atingiram a superfície. “É um problema crescente e vai piorar.”
O estudo foi publicado na edição de 22 de janeiro da revista ciência.
Reconstruindo o caminho final da espaçonave
Fernando e seu coautor Constantinos Chalalambos, pesquisador do Imperial College London, testaram a tecnologia analisando detritos da reentrada da espaçonave chinesa Shenzhou 15. O módulo orbital da espaçonave entrou na atmosfera da Terra em 2 de abril de 2024. Os pesquisadores dizem que o objeto tem cerca de 3,5 pés de largura e pesa mais de 1,5 toneladas, o que o torna grande o suficiente para colocar os humanos em perigo.
Quando os detritos espaciais atingem a atmosfera, eles viajam mais rápido que a velocidade do som. Estas velocidades extremamente altas criam estrondos sônicos, também conhecidos como ondas de choque, semelhantes aos produzidos por jatos militares. Essas ondas de choque causam vibrações que se movem pelo solo, acionando sismômetros no caminho dos detritos. Ao determinar quais sensores detectaram vibrações e quando, os cientistas podem rastrear a direção de deslocamento do objeto e estimar onde ele pode pousar.
O que os sensores sísmicos podem revelar
A equipe usou dados de 127 sismógrafos no sul da Califórnia para calcular a velocidade e a trajetória do módulo Shenzhou 15. O objeto passou pela atmosfera a cerca de Mach 25-30, movendo-se para nordeste sobre Santa Bárbara e Las Vegas, cerca de dez vezes a velocidade dos jatos mais rápidos.
A força do sinal sísmico também permitiu aos pesquisadores estimar a altura do módulo e determinar quando ele se rompeu. Combinando esta informação com cálculos de velocidade e direção, descobriram que os destroços se moviam cerca de 40 quilómetros a 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 a sua descida, libertam partículas tóxicas que permanecem na atmosfera durante horas e são levadas para outras áreas à medida que os padrões climáticos mudam. Os investigadores dizem que compreender o caminho preciso que os detritos percorrem para cair pode ajudar as organizações a compreender para onde estas partículas podem viajar e quais as populações que podem ser afetadas.
O rastreamento quase em tempo real também permite uma recuperação mais rápida de detritos que sobrevivem a uma queda. A recuperação rápida é especialmente importante porque alguns objetos podem conter materiais perigosos.
“Em 1996, fragmentos da espaçonave russa Mars 96 saíram de órbita. Pensava-se que ela havia queimado e sua fonte de energia radioativa caiu intacta no oceano. Foram feitas tentativas de rastreá-la, mas sua localização nunca foi confirmada”, disse Fernando. “Recentemente, um grupo de cientistas descobriu plutónio artificial num glaciar no Chile, o que eles acreditam ser uma prova de que a fonte de energia se rompeu durante a sua descida e contaminou a área. Gostaríamos muito de ter ferramentas de rastreamento adicionais, especialmente no caso raro de os detritos conterem material radioativo.”
Complemente os métodos de rastreamento espacial existentes
Até agora, os cientistas confiaram principalmente no radar para monitorar objetos na órbita baixa da Terra e prever quando e onde eles reentrarão na atmosfera. Essas previsões às vezes podem estar erradas por milhares de quilômetros. As medições sísmicas fornecem um complemento valioso ao rastrear os detritos após sua entrada na atmosfera, fornecendo um registro de seu caminho real.
“Se você quiser ajudar, é importante descobrir qual é o problema rapidamente, em 100 segundos, em vez de 100 dias”, disse Fernando. “É importante desenvolvermos tantos métodos quanto possível para rastrear e caracterizar detritos espaciais.”
