O lixo espacial — os milhares de fragmentos de objetos criados pelo homem e abandonados na órbita da Terra — representa um risco para os humanos quando cai no solo. Para localizar possíveis locais de queda, um cientista da Universidade Johns Hopkins ajudou a desenvolver um método para rastrear detritos em queda usando redes existentes de sismógrafos detectores de terremotos.

O novo método de rastreamento gera informações mais detalhadas em tempo quase real do que as autoridades possuem atualmente — informações que ajudarão a localizar e recuperar rapidamente os restos mortais carbonizados e, por vezes, tóxicos.

"As reentradas atmosféricas estão acontecendo com mais frequência", disse o autor principal, Benjamin Fernando , pesquisador de pós-doutorado que estuda terremotos na Terra, em Marte e em outros planetas do sistema solar. "No ano passado, tivemos vários satélites entrando em nossa atmosfera todos os dias, e não temos verificação independente de onde eles entraram, se se fragmentaram, se queimaram na atmosfera ou se chegaram ao solo. Este é um problema crescente e vai piorar cada vez mais."

Os resultados foram publicados hoje na revista Science.

Fernando e seu colega Constantinos Charalambous, pesquisador do Imperial College London, usaram dados de sismômetros para reconstruir a trajetória dos destroços da espaçonave chinesa Shenzhou-15 após o módulo orbital entrar na atmosfera terrestre em 2 de abril de 2024. Medindo cerca de dois metros de diâmetro e pesando mais de 1,5 tonelada, o módulo era grande o suficiente para representar uma ameaça potencial para as pessoas, disseram os pesquisadores.

Detritos espaciais que entram na atmosfera terrestre se movem mais rápido que a velocidade do som e, consequentemente, produzem estrondos sônicos, ou ondas de choque, semelhantes aos produzidos por caças. À medida que os detritos se aproximam da Terra, as vibrações da onda de choque os seguem, fazendo o solo tremer e ativando sismógrafos ao longo do caminho. O mapeamento dos sismógrafos ativados permite que os pesquisadores acompanhem a trajetória dos detritos, determinem a direção em que estão se movendo e estimem onde podem ter caído.

Ao analisar dados de 125 sismógrafos no sul da Califórnia, os pesquisadores calcularam a trajetória e a velocidade do módulo. Viajando a Mach 25-30, o módulo cruzou a atmosfera em direção nordeste, sobrevoando Santa Bárbara e Las Vegas a uma velocidade aproximadamente 10 vezes superior à do jato mais rápido do mundo.

Os pesquisadores usaram a intensidade das leituras sísmicas para calcular a altitude do módulo e determinar como ele se fragmentou. Em seguida, utilizaram cálculos de trajetória, velocidade e altitude para estimar que o módulo estava viajando aproximadamente 40 quilômetros ao sul da trajetória prevista pelo Comando Espacial dos EUA, com base em medições de sua órbita.

Envolvidos em chamas, os detritos em queda às vezes produzem partículas tóxicas que podem permanecer na atmosfera por horas e se espalhar para novas partes do planeta conforme os padrões climáticos mudam. Conhecer a trajetória dos detritos ajudará as organizações a rastrear para onde essas partículas vão e quem pode estar em risco de exposição, disseram os pesquisadores.

O rastreamento quase em tempo real também ajudará as autoridades a recuperar rapidamente os objetos que caírem no solo, disseram os pesquisadores. Essas recuperações rápidas são especialmente importantes porque os destroços podem conter substâncias nocivas.

"Em 1996, destroços da sonda russa Mars 96 saíram de órbita. Acreditava-se que ela havia se desintegrado na atmosfera e que sua fonte de energia radioativa havia caído intacta no oceano. Tentaram rastreá-la na época, mas sua localização nunca foi confirmada", disse Fernando. "Mais recentemente, um grupo de cientistas encontrou plutônio artificial em uma geleira no Chile, o que eles acreditam ser uma evidência de que a fonte de energia se rompeu durante a descida e contaminou a área. Nos beneficiaríamos de ferramentas de rastreamento adicionais, especialmente para aquelas raras ocasiões em que os destroços contêm material radioativo."

Anteriormente, os cientistas precisavam usar dados de radar para acompanhar um objeto em reentrada na órbita baixa da Terra e prever onde ele entraria na atmosfera. O problema, segundo os pesquisadores, é que as previsões de reentrada podem ter uma margem de erro de milhares de quilômetros nos piores casos. Os dados sísmicos podem complementar os dados de radar, rastreando um objeto após sua entrada na atmosfera e fornecendo uma medição da trajetória real.

"Quando uma espaçonave começa a se desintegrar e o rastreamento fica comprometido, o solo ainda 'ouve' o movimento. As redes sísmicas nos permitem recuperar uma sequência de fragmentação em menos de um segundo, algo que geralmente apenas modelamos, mas raramente observamos diretamente", disse Charalambous.

"Se você quer ajudar, é importante descobrir rapidamente onde o objeto caiu — em 100 segundos em vez de 100 dias, por exemplo", disse Fernando. "É fundamental que desenvolvamos o máximo possível de metodologias para rastrear e caracterizar detritos espaciais."