Sensores de terremoto podem ouvir lixo espacial caindo na Terra

Este método depende de redes de sismógrafos, instrumentos projetados para detectar movimentos do solo causados ​​por terremotos. A abordagem pode 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.

“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 em pedaços, se queimaram na atmosfera, ou se chegaram ao solo,” disse o autor principal Benjamin Fernando, um investigador de pós-doutoramento que estuda terramotos na Terra, Marte e outros planetas do Sistema Solar. “Este é um problema crescente e vai continuar piorando.”

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

Reconstruindo o caminho final de uma nave espacial

Fernando e seu coautor, 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 pessoas em perigo, segundo os pesquisadores.

À medida que os detritos espaciais mergulham na atmosfera, eles viajam mais rápido que a velocidade do som. Esta velocidade extrema cria estrondos sônicos, também conhecidos como ondas de choque, semelhantes aos gerados por jatos militares. Essas ondas de choque causam vibrações que se movem pelo solo, acionando sismômetros ao longo do caminho dos detritos. Ao identificar quais sensores detectaram as vibrações e quando, os cientistas podem rastrear a direção de deslocamento do objeto e estimar onde ele pode ter pousado.

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 correu pela atmosfera a aproximadamente Mach 25-30, movendo-se para nordeste sobre Santa Bárbara e Las Vegas a cerca de dez vezes a velocidade do avião a jato mais rápido.

A força dos sinais sísmicos também permitiu aos investigadores estimar a altitude do módulo e determinar quando se partiu. 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 a descida, podem libertar partículas tóxicas que permanecem na atmosfera durante horas e são levadas para outras regiões à medida que os padrões climáticos mudam. Conhecer o caminho preciso dos detritos que caem ajuda as organizações a entender para onde essas partículas podem viajar e quais populações podem estar expostas, disseram os pesquisadores.

O rastreamento quase em tempo real também torna possível recuperar mais rapidamente os detritos que sobrevivem à queda. A recuperação rápida é especialmente importante porque alguns objetos podem conter materiais perigosos.

“Em 1996, os destroços da espaçonave russa Mars 96 saíram de órbita. As pessoas pensaram que ela havia queimado e sua fonte de energia radioativa pousou intacta no oceano. As pessoas tentaram rastreá-la na época, mas sua localização nunca foi confirmada”, disse Fernando. “Mais recentemente, um grupo de cientistas encontrou plutónio artificial num glaciar no Chile que eles acreditam ser uma prova de que a fonte de energia se abriu durante a descida e contaminou a área.

Complementando métodos existentes de rastreamento espacial

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

“Se você quiser ajudar, é importante descobrir onde caiu rapidamente – em 100 segundos em vez de 100 dias, por exemplo”, disse Fernando. “É importante desenvolvermos o máximo possível de metodologias para rastrear e caracterizar detritos espaciais.”