Cientistas identificaram recentemente uma nova forma de acompanhar a reentrada descontrolada de detritos espaciais em queda.
Ao atravessarem a atmosfera, fragmentos de lixo espacial geram estrondos sónicos que podem ser registados por instrumentos no solo normalmente dedicados ao que acontece “por baixo”: os sensores sísmicos que vigiam os tremores internos do nosso planeta.
Não se trata apenas de uma ideia teórica. O cientista planetário Benjamin Fernando, da Universidade Johns Hopkins, e o engenheiro Constantinos Charalambous, do Imperial College de Londres, puseram a hipótese à prova durante a reentrada de 2024 do módulo orbital Shenzhou-15.
Os registos recolhidos por sensores sísmicos permitiram medições precisas não só da reentrada, mas também da sua velocidade, intervalo de altitudes, dimensão, ângulo de descida e do momento em que o objeto se fragmentou durante a queda.
"As observações de fragmentação em cascata, multiplicativa, oferecem informação sobre a dinâmica de desintegração de detritos, com implicações claras para a consciência situacional espacial e para a mitigação do risco associado a detritos", escrevem os investigadores no artigo.
Porque é que a reentrada descontrolada de detritos espaciais preocupa
O problema do lixo espacial está a agravar-se. De acordo com um relatório de abril de 2025 da Agência Espacial Europeia, estima-se que existam em órbita terrestre cerca de 1,2 milhões de peças de detritos potencialmente perigosos - e este número deverá aumentar à medida que mais satélites atinjam o fim da sua vida operacional.
Uma nave “morta” deste tipo não pode ser contactada nem controlada; se colidir com outro detrito, ou se a sua órbita decair ao ponto de reentrar na atmosfera, resta-nos essencialmente observar.
Segundo Fernando e Charalambous, porém, é possível fazer essa observação com muito mais eficácia do que se pensava. Saber onde, a que altitude, a que velocidade e de que forma um objeto em reentrada se desagrega ajuda a compreender melhor a dinâmica da reentrada atmosférica e a estimar onde é mais provável que os fragmentos venham a cair.
Estrondos sónicos e o papel dos sensores sísmicos
Um estrondo sónico ocorre quando um objeto se desloca mais depressa do que a velocidade do som num determinado meio. O nome pode induzir em erro: não é um único “bang” isolado, mas antes uma espécie de esteira - uma onda de choque formada por ondas de pressão que se propagam para fora e que ficam comprimidas num cone atrás do objeto em grande velocidade.
Quando objetos vindos do espaço entram na atmosfera terrestre, muitas vezes descem acima da velocidade do som, atingindo velocidades supersónicas e até hipersónicas. Ao atravessarem o ar, deixam um cone de energia acústica que pode ser ouvido ao longo da sua trajetória sob a forma de estrondo.
Os sensores sísmicos são concebidos para captar sinais acústicos provenientes das profundezas da Terra. Ainda assim, os investigadores consideraram plausível que estes instrumentos também conseguissem seguir o cone de Mach acústico gerado por detritos espaciais em queda.
O caso de teste: o módulo orbital Shenzhou-15 (2 de abril de 2024)
A 2 de abril de 2024, o módulo orbital Shenzhou-15, já descartado, reentrou na atmosfera da Terra sobre o sul da Califórnia. Com 2,2 metros de dimensão e 1,5 toneladas, tinha massa e tamanho suficientes para representar um risco tanto para a aviação como para infraestruturas em terra - um caso de teste ideal para este tipo de monitorização.
A equipa recorreu a dados públicos da Rede Sísmica do Sul da Califórnia e da Rede Sísmica do Nevada, procurando sinais associados à passagem do módulo. Os investigadores identificaram assinaturas compatíveis com o impacto do cone de Mach na superfície e, a partir daí, reconstruíram a fase final do voo e a destruição do objeto.
De acordo com os dados sísmicos, o módulo deslocava-se a cerca de Mach 25 a 30, em linha com a caracterização orbital anterior à entrada, que apontava para uma velocidade aproximada de 7,8 quilómetros por segundo.
O que os dados sismoacústicos permitem medir
Os registos indicaram ainda que, numa fase inicial da descida, a reentrada gerou um único sinal de estrondo de grande amplitude; mais tarde, esse padrão degradou-se num comboio complexo de vários estrondos menores - um comportamento consistente com relatos no solo sobre a fragmentação do objeto.
No final, o módulo queimou-se na atmosfera sem causar danos. Ainda assim, os resultados mostram que as características de um voo de reentrada podem ser acompanhadas com eficácia e precisão por estações sísmicas. Para objetos que não se desintegrem de forma tão completa, esta abordagem poderá, no futuro, ajudar a identificar com mais rigor a zona de maior probabilidade para o campo de detritos que venha a atingir o solo.
"Como estes objetos necessariamente reentram na atmosfera a velocidades supersónicas, se os maiores fragmentos atingirem o solo, fá-lo-ão antes de os seus estrondos sónicos serem detetados", escrevem os investigadores. "No entanto, a deteção e o seguimento com base em métodos sismoacústicos permitem localizar detritos no solo de forma mais rápida e precisa do que seria possível de outra maneira".
Riscos adicionais: partículas em aerossol
Outra preocupação prende-se com a dispersão de partículas potencialmente perigosas, de dimensão comparável à de aerossóis, que podem ser libertadas enquanto o objeto arde e se fragmenta. Compreender como estes estados de falha ocorrem pode ajudar os cientistas a modelar onde e de que forma essas nuvens se espalham.
Por agora, as reentradas descontroladas continuam a ser exatamente isso: descontroladas. Ainda que não seja possível evitá-las, este trabalho indica uma forma de recorrer a ferramentas públicas para observar e compreender melhor como esses objetos caem.
A investigação foi publicada na Science.
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