Pelo menos três grandes pedaços de detritos espaciais – satélites antigos e estágios de foguetes gastos – caem de volta à Terra todos os dias, em média, mas os investigadores têm apenas uma compreensão muito limitada de onde estes fragmentos potencialmente perigosos aterram e o que lhes acontece na atmosfera. Um novo método, baseado no rastreamento de estrondos sônicos por sensores de terremotos, poderia fornecer informações em tempo real sobre o paradeiro dos fragmentos de destroços.
Em novembro de 2022, Espanha e França fechar partes do seu espaço aéreo por cerca de 40 minutos, enquanto se previa que um pedaço gigante de um foguete chinês poderia cair no sul da Europa. A paralisação desviou ou atrasou centenas de voos e custou milhões de dólares. O corpo do foguete finalmente reentrou no outro lado do globo, reentrando sobre o Oceano Pacífico.
A comunidade espacial prevê caminhos de reentrada detritos espaciais com base em medições de uma rede global de radares e sistemas ópticos telescópios. Essa abordagem é sólida, mas tem limitações.
“Os radares de consciência situacional espacial e o rastreamento óptico são ótimos quando o objeto está em órbita”, disse o principal autor do estudo, Benjamin Fernando, pós-doutorado na Universidade Johns Hopkins, ao Space.com. “Mas quando você está abaixo de algumas centenas de quilômetros de altitude, as interações com a atmosfera tornam-se bastante caóticas e nem sempre é aparente onde o pedaço de detrito irá reentrar.”
Os radares terrestres estão esparsamente distribuídos por todo o mundo e têm dificuldade em monitorizar a desintegração do objeto espacial que regressa, acrescentou Fernando. Além disso, as medições não estão imediatamente disponíveis para todos que possam precisar delas.
Pelo contrário, grandes partes do globo estão densamente repletas de sensores sísmicos concebidos para detectar terremotose essas medições estão, em sua maioria, disponíveis abertamente online. Além dos tremores que emanam de dentro do planeta, esses sensores detectam explosões, vibrações de trânsito e até vocalizações feitas por baleias nos oceanos.
No novo estudo, Fernando e seus colegas usaram dados desses sensores sísmicos para reconstruir a trajetória de um módulo orbital que se separou da China. Shenzhou 17 cápsula da tripulação e caiu na Terra em abril de 2024.
Esperava-se que o pedaço de lixo de 1,5 tonelada desabasse no Pacífico Sul ou no Atlântico Norte, disse Fernando. Mas ambas as previsões “estavam completamente erradas”, acrescentou.
Os pesquisadores analisaram dados de 127 sensores sísmicos espalhados pela Califórnia para discernir a propagação do estrondo sônico produzido pelo módulo Shenzhou 17 à medida que ele passava. Atmosfera da Terra em até 30 vezes a velocidade do som. Eles o viram viajar cerca de 40 quilômetros ao norte da trajetória prevista pelo Comando Espacial dos EUA, com alguns fragmentos possivelmente caindo em algum lugar entre Bakersfield, Califórnia, e Las Vegas, Nevada.
“Há 50 milhões de pessoas vivendo nessa rota de voo”, disse Fernando. “Não parece necessariamente que algum detrito tenha chegado à superfície daquele evento, mas poderia ter acontecido”.
Fernando diz que, embora os dados não possam prever onde um pedaço de lixo espacial irá cair, eles podem ajudar a rastrear com precisão os locais de impacto, permitindo que as equipes de terra recuperem quaisquer fragmentos possivelmente tóxicos que possam representar um perigo para o meio ambiente.
“Um objeto supersônico sempre ultrapassará seu próprio estrondo sônico”, disse Fernando. “Você sempre verá antes de ouvir. Se vai atingir o solo, não há nada que possamos fazer sobre isso. Mas podemos tentar reduzir o tempo que leva para encontrar fragmentos de dias ou semanas para minutos ou horas.”
Ele mencionou um incidente de 1978, quando um satélite russo reentrou se separou no Canadáespalhando detritos radioativos de seu reator nuclear a bordo. A maior parte desse lixo tóxico nunca foi encontrada, acrescentou Fernando.
O novo método de rastreamento também pode ajudar a responder à grande incógnita de quanto lixo espacial realmente atinge a superfície da Terra. Por exemplo, EspaçoX afirma que os satélites em seu StarLink As megaconstelações emissoras de Internet evaporam completamente durante a sua reentrada ardente, mas muitos especialistas questionam esta avaliação, alegando que alguns componentes, como tanques de combustível e baterias, são feitos de materiais extremamente resistentes e, portanto, têm probabilidade de sobreviver. Ter uma melhor compreensão de quão completamente satélites queimar na atmosfera ajudará os especialistas a avaliar melhor o risco que esses objetos representam para as pessoas e propriedades na Terra, bem como para as aeronaves de cruzeiro.
“Neste estudo, mostramos que a rede sísmica que temos nos EUA é capaz de rastrear o estrondos sônicos dos destroços, o que nos permite identificar a trajetória, velocidade e ângulo de descida e também caracterizar parte do processo de ruptura”, disse Fernando. “Esse tipo de sondagem detalhada do processo de reentrada é realmente interessante, porque nos permite entender um pouco mais sobre como o objeto está interagindo com a atmosfera e se algum fragmento chegará ou não ao solo.”
Os sensores sísmicos utilizados neste estudo transformam as vibrações do solo em sinais eléctricos que podem detectar estrondos sónicos a distâncias de várias centenas de quilómetros, disse Fernando. Mas existe um tipo diferente de rede de sensores, baseada em medições acústicas, o que poderia aumentar ainda mais o alcance do método. Em estudos futuros, a equipe deseja analisar os resultados desses outros sensores e potencialmente rastrear detritos espaciais em áreas ainda maiores.
“Os sensores acústicos detectam coisas a milhares de quilômetros de distância”, disse Fernando. “Eles são capazes de pegar o lançamento do Nave estelar foguetes (do Texas) do Alasca. Eles potencialmente podem ouvir o ruído das reentradas em mar aberto, o que seria ótimo porque não há dados sísmicos e há muito poucos dados de radar sobre o oceano. Portanto, a SpaceX pode alegar que os satélites Starlink desapareceram no Pacífico, mas não há como realmente verificar isso.”
O estudo foi publicado nesta quinta-feira (22 de janeiro) na revista Ciência.
