Sensores sísmicos detetam, na atmosfera, estrondos sônicos causados pela entrada de lixo espacial

Cientistas descobriram uma nova forma de acompanhar a reentrada descontrolada de lixo espacial.

Quando pedaços de detritos espaciais entram na atmosfera, geram estrondos sónicos que podem ser apanhados por instrumentos em terra - neste caso, sensores sísmicos, normalmente usados para registar os tremores do interior do nosso planeta.

Não se trata apenas de uma hipótese: o cientista planetário Benjamin Fernando, da Johns Hopkins University, e o engenheiro Constantinos Charalambous, do Imperial College London, testaram esta ideia com a reentrada, em 2024, do módulo orbital Shenzhou-15.

Os dados recolhidos pelos sensores sísmicos permitiram medições precisas não só da reentrada em si, mas também da velocidade, da faixa de altitude, do tamanho, do ângulo de descida e do momento em que o objeto se fragmentou durante a queda.

“Observações de fragmentação em cascata e multiplicativa oferecem perspetivas sobre a dinâmica da desintegração de detritos, com implicações claras para a consciência situacional espacial e para a mitigação do risco de lixo espacial”, escrevem os investigadores no artigo.

O lixo espacial é uma preocupação cada vez maior. Segundo um relatório de abril de 2025 da Agência Espacial Europeia, estima-se que existam 1,2 milhões de peças de lixo espacial potencialmente perigosas em órbita da Terra - e esse número só deverá aumentar à medida que mais satélites cheguem ao fim da sua vida útil.

Uma nave “morta” deste tipo já não pode ser contactada nem controlada; se colidir com outro fragmento de detritos, ou se a sua órbita decair o suficiente para provocar a reentrada, tudo o que resta é observar.

Segundo Fernando e Charalambous, porém, essa observação pode ser feita de forma muito mais eficaz do que se pensava. Saber onde, a que altitude, a que velocidade e de que forma um objeto de lixo espacial se desfez ajuda a compreender melhor a dinâmica da reentrada atmosférica e a prever onde os fragmentos têm maior probabilidade de cair.

Um estrondo sónico acontece quando um objeto se move mais depressa do que a velocidade do som num determinado meio. O nome é um pouco enganador - não é um único “boom”, mas sim uma esteira, uma onda de choque formada por ondas de pressão que se comprimem numa espécie de cone atrás do objeto em movimento rápido.

Os objetos que entram na atmosfera da Terra vindos do espaço caem muitas vezes mais depressa do que o som, atingindo velocidades supersónicas e até hipersónicas. Ao atravessarem a atmosfera, deixam um cone de energia acústica que pode ser ouvido por quem esteja no seu percurso, sob a forma de estrondo.

Os sensores sísmicos foram criados para detetar sinais acústicos vindos das profundezas da Terra. Ainda assim, os investigadores concluíram que estes instrumentos também poderiam acompanhar o cone de Mach acústico de detritos espaciais em queda.

A 2 de abril de 2024, o módulo orbital descartado da Shenzhou-15 reentrou na atmosfera terrestre sobre o sul da Califórnia. Com 2,2 metros (7,2 pés) e 1,5 toneladas métricas, era grande e pesado o suficiente para representar um risco para a aviação e para infraestruturas em terra - o caso ideal para testar este tipo de monitorização.

Os investigadores consultaram a Southern California Seismic Network e a Nevada Seismic Network, ambas de acesso público, à procura de vestígios da passagem do módulo. Encontraram assinaturas compatíveis com o martelar do cone de Mach na superfície terrestre e reconstruíram o voo final e a destruição do objeto.

De acordo com os dados sísmicos, o módulo seguia a uma velocidade de cerca de Mach 25 a 30, valor coerente com a caracterização orbital anterior à reentrada, que apontava para uma velocidade de cerca de 7,8 quilómetros (4,8 milhas) por segundo.

Os investigadores também verificaram que, enquanto a fase inicial da queda produziu um único grande sinal de estrondo, mais tarde este se desfez numa sequência complexa de vários sinais menores - algo consistente com os relatos em solo sobre a fragmentação do objeto.

No fim, o módulo desintegrou-se sem causar danos na atmosfera durante a queda, mas os resultados mostram que as características de uma reentrada podem ser acompanhadas com eficácia e precisão por estações sísmicas. Para objetos que não ardam por completo, isto poderá um dia ajudar a localizar com mais rigor a zona mais provável de queda dos fragmentos.

“Como estes objetos reentram necessariamente 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 acompanhamento com base em métodos sismoacústicos permitem localizar os detritos no solo de forma mais rápida e precisa do que seria possível de outra forma.”

Outra preocupação é a dispersão de partículas potencialmente perigosas, de dimensão aerossol, que podem ser libertadas à medida que o objeto arde e se parte. Perceber como estes estados de falha se desenrolam pode ajudar os cientistas a modelar onde e como estas nuvens se dispersam.

Por agora, as reentradas descontroladas continuam a ser precisamente isso. Embora talvez não as consigamos evitar, esta investigação mostra uma forma de usar ferramentas públicas para observar e compreender melhor a forma como caem.

A investigação foi publicada na Science.