Sensores sísmicos detetam estrondos sônicos de lixo espacial a entrar na Terra.

Cientistas acabaram de identificar uma nova forma de acompanhar a reentrada não controlada de lixo espacial em queda.

Quando atravessam a atmosfera, fragmentos de detritos espaciais geram estrondos sónicos que podem ser registados por instrumentos em terra normalmente dedicados ao que acontece “por baixo”: os sensores sísmicos que monitorizam os abalos internos do nosso planeta inquieto.

Teste real com o módulo orbital Shenzhou-15

Não se trata apenas de teoria. O cientista planetário Benjamin Fernando, da Universidade Johns Hopkins, e o engenheiro Constantinos Charalambous, do Imperial College de Londres, testaram a hipótese durante a reentrada de 2024 do módulo orbital Shenzhou-15.

No dia 2 de abril de 2024, o módulo orbital Shenzhou-15, já descartado, voltou a entrar na atmosfera terrestre sobre o sul da Califórnia. Com 2,2 metros (7,2 pés) e 1,5 toneladas métricas, tinha dimensão e massa suficientes para representar um risco tanto para a aviação como para infraestruturas no solo - o cenário ideal para avaliar este tipo de rastreio.

Para isso, os investigadores recorreram a dados públicos da Rede Sísmica do Sul da Califórnia e da Rede Sísmica de Nevada, procurando indícios da passagem do módulo. Encontraram assinaturas compatíveis com o “batimento” no solo do cone de Mach associado ao estrondo sónico e, a partir daí, reconstruíram os instantes finais de voo e a destruição do objeto.

Como os sensores sísmicos captam estrondos sónicos e o cone de Mach

Um estrondo sónico ocorre quando um objeto se desloca a uma velocidade superior à do som num determinado meio. O termo pode induzir em erro: não é um “estrondo” único e isolado, mas antes uma espécie de rasto - uma onda de choque gerada por ondas de pressão que se propagam para fora e acabam comprimidas na forma de um cone atrás do objeto em alta velocidade.

Objetos que entram na atmosfera terrestre vindos do espaço descem frequentemente mais depressa do que a velocidade do som, atingindo velocidades supersónicas e até hipersónicas. Ao atravessarem a atmosfera, deixam um cone de energia acústica que, para quem se encontra no seu trajeto, pode ser ouvido como um estrondo.

Os sensores sísmicos são concebidos para detetar sinais acústicos provenientes das profundezas da Terra. Ainda assim, os autores consideraram que estes equipamentos também poderiam conseguir seguir o cone de Mach acústico criado por detritos espaciais em queda.

O que os dados sísmicos revelaram: velocidade, altitude, ângulo e fragmentação

Os registos recolhidos pelos sensores sísmicos permitiram medições de grande precisão - não apenas do evento de reentrada, mas também da sua velocidade, intervalo de altitudes, dimensão, ângulo de descida e momento em que o objeto se fragmentou durante a queda.

Segundo os dados sísmicos, o módulo deslocava-se a uma velocidade de cerca de Mach 25 a 30, o que coincide com a caracterização orbital pré-entrada do objeto, que estimou a sua velocidade em aproximadamente 7,8 quilómetros (4,8 milhas) por segundo.

Os investigadores observaram ainda que, na fase inicial da descida, o sinal correspondia a um único estrondo de maior amplitude, mas mais tarde evoluiu para uma sequência complexa de vários estrondos menores - algo consistente com relatos em terra sobre a fragmentação do objeto.

"Observations of cascading, multiplicative fragmentation offer insight into debris disintegration dynamics, with clear implications for space situational awareness and debris hazard mitigation," escrevem os investigadores no artigo.

No final, o módulo queimou-se na atmosfera sem causar danos. Ainda assim, os resultados indicam que as características de um voo de reentrada podem ser acompanhadas de forma eficaz e precisa através de estações sísmicas. Para objetos que não se desintegrem tão completamente, esta abordagem poderá, um dia, ajudar a identificar com maior probabilidade o campo de detritos das peças que cheguem ao solo.

"Because these objects necessarily reenter the atmosphere at supersonic speeds, if the largest fragments impact the ground, they will do so before their sonic booms are detected," escrevem os investigadores. "However, detection and tracking based on seismoacoustic methods enable debris to be more rapidly and precisely located on the ground than could otherwise be achieved."

Porque isto importa: reentrada não controlada, risco de detritos e aerossóis

Os detritos espaciais são uma preocupação crescente. De acordo com um relatório de abril de 2025 da Agência Espacial Europeia, estima-se que existam 1,2 milhões de fragmentos de lixo espacial potencialmente perigoso em órbita da Terra - e esse valor deverá aumentar à medida que mais satélites atinjam o fim da sua vida operacional.

Uma nave “morta” deste tipo deixa de poder ser contactada ou controlada; se colidir com outra peça de lixo espacial, ou se a sua órbita decair o suficiente para provocar a reentrada, resta-nos apenas observar.

Para Fernando e Charalambous, porém, essa observação pode ser feita com muito mais eficácia do que se pensava. Saber onde ocorre a reentrada, a que altitude, a que velocidade e de que forma o objeto se desintegra ajuda a compreender melhor a dinâmica da reentrada atmosférica e a estimar onde é mais provável que os fragmentos venham a cair.

Existe ainda outro motivo de atenção: a dispersão de partículas potencialmente perigosas, com dimensões semelhantes a aerossóis, que podem ser libertadas à medida que o objeto arde e se parte. Compreender como estes modos de falha se desenrolam poderá ajudar os cientistas a modelar para onde se deslocam e como se dispersam essas nuvens.

Por agora, as reentradas não controladas continuam a ser precisamente isso: não controladas. Embora não seja possível impedi-las, o novo trabalho mostra uma forma de utilizar ferramentas públicas para acompanhar e compreender melhor a forma como estes objetos caem.

A investigação foi publicada na Science.