Os cientistas identificaram uma abordagem inesperada para acompanhar a reentrada descontrolada de lixo espacial que cai de órbita sem qualquer capacidade de controlo.
Quando fragmentos de detritos espaciais atravessam as camadas superiores da atmosfera, geram estrondos sónicos. Esses estrondos podem ser captados por instrumentos em terra que, em princípio, foram concebidos para outra missão: os sensores sísmicos usados para vigiar os tremores e vibrações do interior do planeta.
Teste real com o módulo orbital Shenzhou-15
A ideia não ficou no campo das hipóteses. O cientista planetário Benjamin Fernando, da Universidade Johns Hopkins, e o engenheiro Constantinos Charalambous, da Faculdade Imperial de Londres, puseram o método à prova durante a reentrada de 2024 do módulo orbital Shenzhou-15.
A partir dos registos sísmicos, a equipa conseguiu obter medições precisas não apenas do evento de reentrada, mas também de vários parâmetros do voo final: a velocidade, o intervalo de altitudes, a dimensão do objecto, o ângulo de descida e o momento em que ocorreu a fragmentação ao longo da queda.
Os autores sublinham que observar uma fragmentação em cascata - com quebras sucessivas e multiplicativas - ajuda a compreender a dinâmica de desintegração dos detritos, com impacto directo na consciência situacional espacial e na mitigação do risco associado a detritos.
Porque é urgente seguir melhor os detritos espaciais
O problema do lixo espacial tem-se agravado. Um relatório de Abril de 2025 da Agência Espacial Europeia estima que existam cerca de 1,2 milhões de objectos potencialmente perigosos em órbita terrestre - um número que tende a crescer à medida que mais satélites chegam ao fim da sua vida útil.
Quando uma nave fica “morta”, deixa de ser possível comunicar com ela ou guiá-la. Se colidir com outro fragmento, ou se a sua órbita decair até levar à reentrada, resta-nos sobretudo observar - e, idealmente, fazê-lo com maior eficácia.
É aqui que este método ganha relevância: saber onde, a que altitude, a que velocidade e de que forma um objecto em reentrada se desagrega melhora a compreensão da reentrada atmosférica e ajuda a estimar onde os fragmentos poderão cair.
O que é, afinal, um estrondo sónico e o cone de Mach?
Um estrondo sónico ocorre quando um objecto se desloca acima da velocidade do som num determinado meio. Apesar do nome sugerir um único “boom”, trata-se, na prática, de uma perturbação contínua: uma onda de choque formada por ondas de pressão que se comprimem e organizam num cone de Mach atrás do objecto em movimento.
Corpos que entram na atmosfera vindos do espaço fazem-no frequentemente a velocidades supersónicas e até hipersónicas, atravessando o ar com um rasto de energia acústica. Para quem está na trajectória desse cone, o resultado pode ser ouvido como um estrondo.
Os sensores sísmicos são especialmente sensíveis a sinais acústicos e vibrações que percorrem o solo. Os investigadores colocaram a hipótese de que esses instrumentos também conseguiriam “ver” o cone de Mach associado à queda de detritos espaciais.
O evento de 2 de Abril de 2024 sobre a Califórnia
Em 2 de Abril de 2024, o módulo orbital Shenzhou-15, já descartado, reentrou na atmosfera sobre o sul da Califórnia. Com 2,2 metros e cerca de 1,5 toneladas, tinha massa e dimensões suficientes para constituir um risco tanto para a aviação como para infra-estruturas no solo - um caso de teste particularmente adequado para validar este tipo de seguimento.
Para procurar sinais da passagem, a equipa recorreu a dados públicos de duas redes: a Rede Sísmica do Sul da Califórnia e a Rede Sísmica do Nevada. Os registos mostraram assinaturas compatíveis com o impacto do cone de Mach na superfície terrestre, permitindo reconstruir a fase final do voo e a desintegração do objecto.
Com base nos dados sísmicos, foi estimada uma velocidade na ordem de Mach 25 a 30, em linha com a caracterização orbital anterior à entrada, que apontava para cerca de 7,8 quilómetros por segundo.
Os investigadores verificaram ainda que, numa fase inicial, a queda produziu um único sinal de grande amplitude; mais tarde, esse sinal evoluiu para uma sequência complexa de múltiplos estrondos menores - um padrão coerente com relatos no solo de que o objecto se fragmentou.
No caso do Shenzhou-15, o módulo acabou por arder e desintegrar-se sem consequências à medida que descia. Ainda assim, os resultados demonstram que estações sísmicas conseguem acompanhar, de forma eficaz e precisa, as características de um voo de reentrada. Para objectos que não se consumam tão completamente, esta capacidade poderá, no futuro, ajudar a delimitar com maior rigor a zona mais provável de queda de fragmentos no terreno.
Os autores observam também uma limitação física inevitável: como estes corpos reentram necessariamente a velocidades supersónicas, se os maiores fragmentos atingirem o solo, é possível que o impacto ocorra antes de o estrondo sónico ser detectado. Mesmo assim, defendem que métodos sismoacústicos permitem localizar os detritos no solo com mais rapidez e exactidão do que seria possível por outras vias.
Mais do que fragmentos: o risco de partículas em aerossol
Há ainda outro aspecto relevante: durante a combustão e a ruptura, podem libertar-se partículas muito finas, do tamanho de aerossóis, potencialmente problemáticas. Compreender como e quando surgem estes estados de falha pode ajudar a modelar a dispersão dessas nuvens e a estimar onde se poderão concentrar.
Em paralelo, esta abordagem pode complementar técnicas já usadas para vigiar reentradas - como radares, observações ópticas e previsões orbitais - sobretudo em regiões com boa cobertura de redes sísmicas e com acesso rápido a dados públicos. Em termos operacionais, essa combinação pode ser útil para apoiar decisões de segurança, desde avisos à navegação aérea até avaliações pós-evento no terreno.
Por enquanto, as reentradas descontroladas continuam a acontecer sem que seja possível evitá-las em muitos casos. Ainda assim, este trabalho mostra que ferramentas acessíveis e já instaladas podem melhorar substancialmente a capacidade de observar e compreender como o lixo espacial regressa à Terra.
A investigação foi publicada na revista científica Science.
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