Seguimiento de reentradas incontroladas de desechos espaciales mediante estampidos sónicos

En los últimos años, la cantidad de vehículos espaciales en desuso, partes sueltas de los mismos y otros desechos que reentran en la atmósfera terrestre de manera incontrolada ha crecido a un ritmo alarmante.

Estas reentradas incontroladas suponen un riesgo cada vez mayor para las personas, las infraestructuras y el medio ambiente. A medida que las órbitas terrestres se van saturando y las reentradas se vuelven más frecuentes, lo que puede acarrear una mayor presencia de componentes caídos que albergan materiales tóxicos, inflamables o incluso radiactivos, se prevé que el nivel de riesgo sea cada vez mayor.

Por desgracia, predecir el momento y la trayectoria de reentrada de un objeto es extremadamente difícil, y los sistemas de seguimiento óptico y por radar terrestres existentes tienen dificultades para monitorizar los desechos espaciales una vez que comienzan a desintegrarse en la atmósfera. Estas limitaciones complican la planificación de cualquier posible evacuación de población y las operaciones de búsqueda y limpieza.

Por lo tanto, se necesitan herramientas que puedan determinar rápidamente, casi en tiempo real, la trayectoria, el tamaño, la composición y los posibles lugares de impacto de los desechos espaciales que caen.

Para llenar este vacío, Benjamin Fernando, de la Universidad Johns Hopkins en la ciudad estadounidense de Baltimore, y Constantinos Charalambous, del Imperial College de Londres en el Reino Unido, han ideado un nuevo método que usa datos públicos de sensores sísmicos terrestres para detectar las ondas de choque, o estampidos sónicos, de los desechos que reentran en la atmósfera.

Reentrada destructiva de un vehículo espacial a la atmósfera terrestre. (Foto: NASA / ESA / Bill Moede / Jesse Carpenter)

Fernando y Charalambous probaron su técnica con la reentrada en abril de 2024 del gran y pesado módulo orbital Shenzhou-15, que había sido dejado en una órbita decadente que pasaba regularmente por encima de núcleos principales de población de todos los continentes.

Utilizando datos sísmicos de sensores situados en el sur de California y Nevada, estos investigadores analizaron los estampidos sónicos de la reentrada del Shenzhou-15.

El punto de reentrada del Shenzhou-15 estuvo situado finalmente a unos 8600 kilómetros del estimado por el sistema de seguimiento y predicción de impacto, que había señalado la reentrada en el océano Atlántico norte.

Interpolando los tiempos de llegada de las ondas de choque más grandes en diferentes puntos de la región, Fernando y Charalambous pudieron estimar la trayectoria, la velocidad y la altitud del vehículo espacial.

Además, el patrón de los estampidos sónicos reveló que el Shenzhou-15 no experimentó un solo evento explosivo, sino que se fragmentó progresivamente en piezas más pequeñas. Esta observación coincide con los informes de testigos presenciales y las imágenes de vídeo.

Fernando y Charalambous sostienen que, además de rastrear los desechos espaciales entrantes, este tipo de rastreo casi en tiempo real podría ayudar a determinar rápidamente la ubicación de tales desechos en el suelo o la propagación de partículas peligrosas más pequeñas en la atmósfera, lo cual es crucial para la recuperación de material peligroso y la mitigación de la contaminación provocada por este.

Fernando y Charalambous exponen los detalles técnicos de su método en la revista académica Science, bajo el título “Reentry and disintegration dynamics of space debris tracked using seismic data”. (Fuente: American Association for the Advancement of Science / NCYT de Amazings)