Miles de objetos desechados fabricados por el hombre orbitan alrededor de la Tierra, y cuando pedazos de esos desechos espaciales regresan a la superficie, pueden representar un riesgo para las personas en la Tierra. Para ayudar a identificar dónde podrían caer los escombros, un científico de la Universidad Johns Hopkins ha contribuido con un nuevo método que utiliza los sistemas de monitoreo de terremotos existentes para rastrear objetos a medida que regresan a la atmósfera.
Este método se basa en una red de sismómetros, instrumentos diseñados para detectar el movimiento del suelo provocado por terremotos. El método puede proporcionar información más precisa casi en tiempo real que la que comúnmente está disponible en la actualidad, lo que facilita la localización y recuperación de escombros quemados, dañados o peligrosos.
“Las reentradas se están produciendo con mayor frecuencia. El año pasado, tuvimos varios satélites entrando en nuestra atmósfera todos los días y no tenemos una verificación independiente de dónde entraron, si se rompieron, se quemaron en la atmósfera o cayeron al suelo”, dijo el autor principal Benjamín Fernando, investigador postdoctoral en Markoa y otros planetas del sistema Tierra. “Es un problema creciente y sólo va a empeorar”.
El estudio fue publicado en la revista el 22 de enero. ciencia.
Reconstruyendo la trayectoria final de una nave espacial
Fernando y su coautor, Constantinos Charalambous, investigador del Imperial College de Londres, probaron la técnica analizando la reentrada de escombros de la nave espacial china Shenzhou-15. El módulo orbital de la nave espacial entró en la atmósfera de la Tierra el 2 de abril de 2024. Según los investigadores, con aproximadamente 3,5 pies de ancho y un peso de más de 1,5 toneladas, el objeto era lo suficientemente grande como para poner en peligro a los humanos.
A medida que los desechos espaciales se hunden en la atmósfera, viajan más rápido que la velocidad del sonido. Esta velocidad extrema crea explosiones sónicas, también conocidas como ondas de choque, generadas por aviones militares. Estas ondas de choque provocan vibraciones que viajan a través del suelo y activan sismómetros a lo largo del camino de los escombros. Al determinar qué sensores detectaron las vibraciones y cuándo, los científicos pudieron rastrear la dirección de viaje del objeto y estimar dónde aterrizó.
¿Qué pueden revelar los sensores de terremotos?
Utilizando datos de 127 sismómetros en todo el sur de California, el equipo calculó tanto la velocidad como la trayectoria del módulo Shenzhou-15. El objeto atravesó la atmósfera a aproximadamente Mach 25-30, dirigiéndose hacia el noreste sobre Santa Bárbara y Las Vegas a unas diez veces la velocidad del avión a reacción más rápido.
La fuerza de la señal sísmica también permite a los investigadores estimar la altura del módulo y determinar cuándo colapsó. Combinando esta información con cálculos de velocidad y dirección, descubrieron que los escombros viajaron unas 25 millas al norte de la trayectoria predicha por el Comando Espacial de EE. UU., que se basa en el seguimiento orbital antes de su reingreso.
Por qué es importante el seguimiento preciso
A medida que los escombros se queman durante el aterrizaje, pueden liberar partículas tóxicas que permanecen en la atmósfera durante horas y se desplazan a otras regiones a medida que cambian los patrones climáticos. Conocer la trayectoria precisa de los escombros de la caída ayuda a las agencias a comprender hacia dónde pueden viajar estas partículas y qué poblaciones pueden estar expuestas, dijeron los investigadores.
El seguimiento casi en tiempo real también permite recuperar los escombros que sobrevivieron al colapso. La recuperación rápida es especialmente importante porque algunos objetos pueden contener sustancias peligrosas.
“En 1996, los restos de la nave espacial rusa Mars 96 cayeron fuera de órbita. La gente pensó que se había quemado y que su fuente de energía radiactiva había aterrizado intacta en el océano. Luego intentaron rastrearla, pero su ubicación nunca fue confirmada”, dijo Fernando. “Más recientemente, un grupo de científicos encontró plutonio artificial en un glaciar en Chile y creen que la fuente de electricidad se liberó durante el aterrizaje y contaminó el área. Nos beneficiaría el uso de herramientas de seguimiento adicionales, especialmente en los raros casos en que los escombros contienen material radiactivo”.
Complementario a los métodos de seguimiento espacial existentes
Hasta ahora, los científicos han confiado en el radar para observar objetos en órbita terrestre baja y predecir cuándo y dónde volverán a entrar en la atmósfera. Estas predicciones a veces pueden estar equivocadas por miles de kilómetros. Las mediciones sísmicas ofrecen una valiosa adición al seguimiento de los desechos después de que ingresan a la atmósfera, proporcionando un registro de su trayectoria real.
“Si quieres ayudar, es importante que entiendas dónde cae rápidamente: en 100 segundos en lugar de 100 días, por ejemplo”, dijo Fernando. “Es importante que desarrollemos tantos métodos como sea posible para rastrear y caracterizar los desechos espaciales”.
