Pesquisadores reconstruíram reentrada de módulo chinês; fragmentos poderiam ter atingido áreas habitadas dos EUA. Método pode trazer maior segurança na recuperação de detritos.

Em média, pelo menos três grandes pedaços de lixo espacial caem na Terra todos os dias, mas temos um conhecimento muito limitado sobre onde esses detritos potencialmente perigosos caem e o que acontece com eles na atmosfera

Em novembro de 2022, a Espanha e a França fecharam partes do seu espaço aéreo por cerca de 40 minutos, devido à previsão de que um grande estágio de um foguete chinês poderia cair no sul da Europa. O fechamento desviou ou atrasou centenas de voos e custou milhões de dólares – e o estágio reentrou na atmosfera do outro lado do globo, sobre o Oceano Pacífico.

O incidente demonstrou o quão pouco os sistemas de monitoramento do tráfego espacial sabem sobre o comportamento de objetos que retornam da órbita. A comunidade espacial prevê as trajetórias de detritos espaciais que reentram de a cordo com medições de uma rede global de radares e telescópios ópticos. Apesar de sólida, a abordagem tem limitações.

Um novo método, baseado no rastreamento do estrondo sônico por sensores de terremotos, pode fornecer informações em tempo real sobre a localização dos detritos espaciais enquanto entram na atmosfera. Ele foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade Johns Hopkins e do Imperial College London. O estudo foi publicado na quinta-feira, dia 22, na Science.

“Os radares de consciência situacional espacial e o rastreamento óptico são ótimos quando o objeto está em órbita”, disse Benjamin Fernando, autor principal do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Johns Hopkins, ao portal Space.com. “Mas, uma vez abaixo de algumas centenas de quilômetros de altitude, as interações com a atmosfera se tornam bastante caóticas e nem sempre é óbvio onde o fragmento de detrito irá reentrar na atmosfera.”

Ele explicou que os radares estão distribuídos de forma esparsa pelo globo e têm dificuldades para monitorar a desintegração do objeto espacial durante o retorno. Além disso, as medições não estão imediatamente disponíveis para todos que possam precisar delas.

Por outro lado, grandes partes do globo estão densamente cobertas por sensores sísmicos projetados para detectar terremotos. Essas medições são, em sua maioria, de acesso público online. Além de tremores originados no interior do planeta, esses sensores detectam explosões, vibrações do tráfego e até mesmo as vocalizações emitidas por baleias nos oceanos.

No novo estudo, Fernando e seus colegas usaram dados de sensores sísmicos para reconstruir a trajetória de um módulo que se desprendeu da cápsula tripulada chinesa Shenzhou 17 e caiu na Terra em abril de 2024. Esperava-se que o objeto de 1,5 tonelada caísse no Pacífico Sul ou no Atlântico Norte, mas ambas as previsões “estavam completamente erradas”, disse ele.

Os pesquisadores analisaram dados de 127 sensores sísmicos espalhados pela Califórnia para discernir a propagação do estrondo sônico produzido pelo objeto enquanto ele atravessava a atmosfera da Terra a até 30 vezes a velocidade do som. Eles observaram que o módulo viajou 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 sob aquela rota de voo”, disse Fernando. “Não parece necessariamente que algum detrito tenha chegado à superfície devido a esse evento, mas poderia ter acontecido.”

Fernando afirma que, embora os dados não possam prever onde um pedaço de detrito espacial irá cair, eles podem ajudar a rastrear com precisão os locais de impacto, permitindo que as equipes em solo recuperem quaisquer fragmentos possivelmente tóxicos que possam representar um risco para o meio ambiente. Ele mencionou um incidente de 1978, quando um satélite russo em reentrada na atmosfera se desintegrou sobre o Canadá , espalhando detritos radioativos de seu reator nuclear. A maior parte desse lixo tóxico nunca foi encontrada.

“Um objeto supersônico sempre ultrapassará a seu próprio estrondo sônico”, disse. “Você sempre o verá antes de ouvi-lo. Se ele for atingir o solo, não há nada que possamos fazer a respeito. Mas podemos tentar reduzir o tempo necessário para encontrar fragmentos de dias ou semanas para minutos ou horas.”

“Neste estudo, mostramos que a rede sísmica que temos nos EUA é capaz de rastrear os estrondos sônicos dos detritos, o que nos permite identificar a trajetória, a velocidade e o ângulo de descida, além de caracterizar parte do processo de fragmentação”, disse Fernando. “Esse tipo de análise detalhada do processo de reentrada é realmente interessante, porque nos permite entender um pouco mais sobre como o objeto interage com a atmosfera e se algum fragmento chegará ao solo.”

O novo método também pode ajudar a responder quanto detrito espacial realmente atinge a superfície da Terra. Compreender melhor a extensão da combustão dos satélites na atmosfera ajudará os especialistas a avaliar com mais precisão o risco que esses objetos representam para pessoas e propriedades na Terra, bem como para aeronaves em voo. Por exemplo, a SpaceX afirma que os satélites Starlink evaporam completamente durante a reentrada, mas muitos especialistas questionam essa avaliação e alegam que alguns componentes, como tanques de combustível e baterias, são feitos de materiais extremamente resistentes e provavelmente sobrevivem.

Sinais elétricos podem detectar estrondos sônicos a distâncias de centenas de quilômetros, disse Fernando. Mas existe um tipo diferente sensor, baseada em medições acústicas, que poderia ampliar ainda mais o alcance do método. Em estudos no futuro, a equipe pretende analisar os dados desses outros sensores e, potencialmente, rastrear detritos espaciais em áreas ainda maiores.

“Os sensores acústicos detectam coisas a milhares de quilômetros de distância”, explicou. “Eles conseguem captar o lançamento dos foguetes Starship [no Texas] a partir do Alasca. Potencialmente, eles podem ouvir o ruído de reentradas sobre o oceano aberto, o que seria ótimo, porque não há dados sísmicos e muito poucos dados de radar sobre o oceano. Então, a SpaceX pode alegar que os satélites Starlink se desintegram sobre o Pacífico, mas não há como verificar isso na prática.”