Sensores sísmicos detectam resíduos espaciais caindo na Terra

Método Inovador

Esse método baseia-se em redes de sismômetros, instrumentos projetados para detectar o movimento do solo gerado por terremotos. A abordagem pode fornecer informações mais precisas em tempo quase real do que o que geralmente está disponível hoje, facilitando a localização e a recuperação de detritos que podem estar queimados, danificados ou representarem perigo.

“As reentradas estão acontecendo com mais frequência. No ano passado, tivemos múltiplos satélites entrando em nossa atmosfera a cada dia, e não temos verificação independente de onde eles entraram, se se despedaçaram em pedaços, se queimaram na atmosfera ou se chegaram ao solo,” disse o autor principal, Benjamin Fernando, um pesquisador pós-doutoral que estuda terremotos na Terra, em Marte e em outros planetas do Sistema Solar. “Esse é um problema crescente, e vai continuar a piorar.”

A pesquisa foi publicada em 22 de janeiro na revista Science.

Reconstruindo o Caminho Final de uma Espaçonave

Fernando e seu coautor, Constantinos Charalambous, um pesquisador do Imperial College London, testaram a técnica analisando a reentrada de detritos da espaçonave Shenzhou-15 da China. O módulo orbital da espaçonave entrou na atmosfera da Terra no dia 2 de abril de 2024. Com cerca de 1,1 metro de diâmetro e pesando mais de 1,5 toneladas, o objeto era grande o suficiente para potencialmente colocar em perigo as pessoas, de acordo com os pesquisadores.

À medida que os detritos espaciais mergulham na atmosfera, viajam mais rápido que a velocidade do som. Essa velocidade extrema cria ondas sonoras, também conhecidas como ondas de choque, semelhantes às geradas por jatos militares. Essas ondas de choque causam vibrações que se propagam pelo solo, ativando sismômetros ao longo do caminho dos detritos. Ao identificar quais sensores detectaram as vibrações e quando, os cientistas podem traçar a direção do objeto e estimar onde ele pode ter aterrissado.

O que os Sensores de Terremoto Podem Revelar

Usando dados de 127 sismômetros na Califórnia do Sul, a equipe calculou tanto a velocidade quanto a trajetória do módulo Shenzhou-15. O objeto atravessou a atmosfera a aproximadamente Mach 25-30, movendo-se para o nordeste sobre Santa Barbara e Las Vegas a cerca de dez vezes a velocidade dos jatos comerciais mais rápidos.

A força dos sinais sísmicos também permitiu que os pesquisadores estimassem a altitude do módulo e determinassem quando ele se desintegrou. Combinando essas informações com cálculos de velocidade e direção, descobriram que os detritos viajaram cerca de 40 quilômetros ao norte do caminho previsto pelo Comando Espacial dos EUA, que se baseia em rastreamento orbital antes da reentrada.

Por que o Rastreamento Preciso é Importante

À medida que os detritos queimam durante a descida, podem liberar partículas tóxicas que permanecem na atmosfera por horas e são levadas a outras regiões à medida que os padrões climáticos mudam. Conhecer o caminho preciso dos detritos que caem ajuda as organizações a entender onde essas partículas podem viajar e quais populações podem estar expostas, afirmam os pesquisadores.

O rastreamento em tempo quase real também possibilita a recuperação mais rápida de detritos que sobrevivem à queda. A recuperação rápida é especialmente importante porque alguns objetos podem conter materiais perigosos.

“Em 1996, detritos da espaçonave russa Mars 96 caíram fora da órbita. As pessoas pensaram que ele havia queimado, e sua fonte de energia radioativa aterrissou intacta no oceano. As pessoas tentaram rastreá-lo na época, mas sua localização nunca foi confirmada,” disse Fernando. “Mais recentemente, um grupo de cientistas encontrou plutônio artificial em uma geleira no Chile, que acreditam ser evidência de que a fonte de poder se abriu durante a descida e contaminou a área. Nós nos beneficiariamos de ter ferramentas adicionais de rastreamento, especialmente nessas raras ocasiões em que os detritos contêm material radioativo.”

Complementando Métodos de Rastreamento Espacial Existentes

Até agora, os cientistas dependiam em grande parte de radar para monitorar objetos em órbita baixa da Terra e prever quando e onde eles reentrariam na atmosfera. Essas previsões podem ser, às vezes, imprecisas em milhares de milhas. As medições sísmicas oferecem uma valiosa adição ao seguir os detritos após a entrada na atmosfera, fornecendo um registro de seu caminho real.

“Se você quer ajudar, importa saber onde ele caiu rapidamente — em 100 segundos ao invés de 100 dias, por exemplo,” disse Fernando. “É importante que desenvolvamos o maior número possível de metodologias para rastrear e caracterizar o lixo espacial.”