Miles de objetos artificiales desechados orbitan la Tierra, y cuando fragmentos de estos desechos espaciales regresan a la superficie, pueden representar un riesgo para las personas. Para ayudar a identificar las zonas de posible impacto, un científico de la Universidad Johns Hopkins ha contribuido a un nuevo enfoque que utiliza las redes de monitoreo de terremotos para rastrear objetos durante su reentrada en la atmósfera.
Este método se basa en redes de sismómetros, instrumentos diseñados para detectar los movimientos del suelo causados por los terremotos. El enfoque puede proporcionar información más precisa y en tiempo casi real que la disponible actualmente, facilitando la localización y recuperación de desechos que puedan estar quemados, dañados o ser peligrosos.
“Las reentradas son cada vez más frecuentes. El año pasado, tuvimos múltiples satélites entrando en nuestra atmósfera cada día, y no tenemos una verificación independiente de dónde entraron, si se fragmentaron, si se quemaron en la atmósfera o si llegaron al suelo”, explicó Benjamin Fernando, investigador postdoctoral que estudia los terremotos en la Tierra, Marte y otros planetas del Sistema Solar. “Este es un problema creciente, y seguirá empeorando”, añadió.
La investigación fue publicada el 22 de enero en la revista Science.
Reconstruyendo la Trayectoria Final de una Nave Espacial
Fernando y su coautor, Constantinos Charalambous, investigador de Imperial College London, probaron la técnica analizando la reentrada de los restos del módulo orbital de la nave espacial Shenzhou-15 de China. El módulo entró en la atmósfera terrestre el 2 de abril de 2024. Con aproximadamente 1 metro de ancho y un peso de más de 1.5 toneladas, el objeto era lo suficientemente grande como para potencialmente poner en peligro a las personas, según los investigadores.
Cuando los desechos espaciales se sumergen en la atmósfera, viajan a velocidades superiores a la del sonido. Esta velocidad extrema crea ondas sónicas, también conocidas como ondas de choque, similares a las generadas por los aviones militares. Estas ondas de choque provocan vibraciones que se propagan por el suelo, activando los sismómetros a lo largo de la trayectoria de los desechos. Al identificar qué sensores detectaron las vibraciones y cuándo, los científicos pueden rastrear la dirección de desplazamiento del objeto y estimar dónde pudo haber aterrizado.
Lo que los Sensores de Terremotos Pueden Revelar
Utilizando datos de 127 sismómetros en el sur de California, el equipo calculó tanto la velocidad como la trayectoria del módulo Shenzhou-15. El objeto atravesó la atmósfera a una velocidad de aproximadamente Mach 25-30, moviéndose hacia el noreste sobre Santa Bárbara y Las Vegas a una velocidad unas diez veces superior a la del avión más rápido.
La intensidad de las señales sísmicas también permitió a los investigadores estimar la altitud del módulo y determinar cuándo se fragmentó. Combinando esta información con cálculos de velocidad y dirección, descubrieron que los restos viajaron aproximadamente 40 kilómetros al norte de la trayectoria predicha por el Comando Espacial de EE. UU., que se basa en el seguimiento orbital antes de la reentrada.
Por Qué es Importante un Seguimiento Preciso
A medida que los desechos se queman durante el descenso, pueden liberar partículas tóxicas que permanecen en la atmósfera durante horas y se desplazan a otras regiones según los patrones climáticos. Conocer la trayectoria precisa de los desechos que caen ayuda a las organizaciones a comprender a dónde pueden viajar estas partículas y qué poblaciones podrían estar expuestas, según los investigadores.
El seguimiento en tiempo casi real también facilita la recuperación rápida de los desechos que sobreviven a la caída. La recuperación rápida es especialmente importante porque algunos objetos pueden contener materiales peligrosos.
“En 1996, los restos de la nave espacial rusa Mars 96 salieron de órbita. Se pensó que se había quemado, y su fuente de energía radiactiva aterrizó intacta en el océano. En ese momento se intentó rastrearla, pero nunca se confirmó su ubicación”, dijo Fernando. “Más recientemente, un grupo de científicos encontró plutonio artificial en un glaciar en Chile que creen que es evidencia de que la fuente de energía explotó durante el descenso y contaminó la zona. Nos beneficiaríamos de contar con herramientas de seguimiento adicionales, especialmente en esas raras ocasiones en que los desechos contienen material radiactivo”.
Complementando los Métodos Existentes de Seguimiento Espacial
Hasta ahora, los científicos han dependido en gran medida del radar para monitorear los objetos en órbita terrestre baja y predecir cuándo y dónde reentrarán en la atmósfera. Estas predicciones a veces pueden ser inexactas por miles de kilómetros. Las mediciones sísmicas ofrecen un valioso complemento al rastrear los desechos después de que ingresan a la atmósfera, proporcionando un registro de su trayectoria real.
“Si quieres ayudar, es importante determinar dónde ha caído rápidamente, en 100 segundos en lugar de 100 días, por ejemplo”, dijo Fernando. “Es importante que desarrollemos tantas metodologías como sea posible para rastrear y caracterizar los desechos espaciales”.
