Los auges sónicos ya no se asocian únicamente con los lanzamientos de aviones y cohetes supersónicos, sino que los científicos los utilizan ahora para ayudar a resolver el problema, en rápida escalada, del seguimiento de los desechos espaciales a medida que vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra.
Durante la última década, el número de satélites que funcionan mal, etapas de cohetes gastadas y naves espaciales fragmentadas que orbitan alrededor de la Tierra se ha disparado. Este auge de la actividad orbital ha provocado un aumento de las reentradas incontroladas, en las que objetos caen en picado a la Tierra sin una guía o predicción precisa.
Estos eventos plantean riesgos cada vez mayores para las personas, la infraestructura y el medio ambiente, especialmente a medida que se ponen en órbita naves espaciales más complejas que transportan materiales peligrosos.
Predecir exactamente cuándo y dónde caerán los escombros sigue siendo un gran desafío. Los sistemas de vigilancia tradicionales, como el radar y el seguimiento óptico, a menudo no pueden rastrear objetos una vez que se queman en la atmósfera.
Una vez que los fragmentos se rompen y dispersan, el seguimiento preciso se vuelve aún más difícil, lo que complica la respuesta de emergencia y los esfuerzos de recuperación.
¿Por qué son tan peligrosos los desechos espaciales?
Los desechos espaciales se refieren a objetos no funcionales creados por el hombre que orbitan alrededor de la Tierra. Esto incluye satélites desaparecidos, etapas de cohetes abandonadas, restos de colisiones e incluso pequeñas motas de pintura. Algunas piezas son diminutas, mientras que otras son tan grandes como un autobús o un edificio pequeño.
Los peligros de los desechos espaciales van más allá de los peligros en órbita. Cuando los desechos vuelven a entrar a la atmósfera, pueden:
Ataca zonas pobladas y supone un riesgo para la vida humana; Provoca daños a edificios, vehículos e infraestructura crítica; Libera sustancias tóxicas, inflamables o radiactivas; Contamina el aire, el suelo y el agua con residuos nocivos;
A medida que se aceleran los lanzamientos de satélites y se expanden las grandes constelaciones de satélites, se espera que la cantidad de desechos aumente significativamente. A menos que mejoren las herramientas de seguimiento y predicción, aumentará la probabilidad de que se produzcan incidentes peligrosos.
Sonic boom como herramienta de seguimiento innovadora
Los investigadores han introducido un enfoque innovador que convierte las explosiones sónicas en potentes señales de seguimiento.
Mediante el uso de sensores sísmicos terrestres, típicamente diseñados para detectar terremotos, los científicos pueden identificar las ondas de choque creadas cuando los desechos espaciales atraviesan la atmósfera a velocidades extremadamente altas.
Este método se basa en datos sísmicos disponibles públicamente, lo que lo hace rentable y altamente escalable. Cuando un objeto vuelve a entrar en la atmósfera, crea ondas de presión que viajan a través del aire hasta la tierra.
Estas vibraciones pueden ser capturadas por una red de sensores, lo que permite a los investigadores reconstruir el camino de los escombros casi en tiempo real.
La tecnología se probó durante el reingreso en abril de 2024 del módulo orbital Shenzhou 15, un gran componente de la nave espacial que había quedado en una órbita degradada. Los sensores sísmicos en todo el oeste de Estados Unidos detectaron múltiples explosiones sónicas a medida que el objeto descendía.
Al analizar el momento y la fuerza de estas ondas de choque, los investigadores pudieron estimar la trayectoria, velocidad y altitud de los escombros.
Fragmentación revelada por ondas de choque.
Uno de los hallazgos más impresionantes del estudio fue la evidencia de que la nave espacial no se desintegró en un evento dramático.
En cambio, el estallido sónico sugirió que el objeto se fragmentaría gradualmente, rompiéndose en pedazos más pequeños a medida que descendía. Esta idea fue consistente con el testimonio de testigos presenciales y grabaciones de video desde el terreno.
Es muy importante entender cómo se descomponen los escombros. Los objetos intactos más grandes representan una amenaza de impacto directo, mientras que los fragmentos más pequeños pueden esparcir materiales peligrosos en un área amplia.
Por lo tanto, las explosiones sónicas no sólo proporcionan datos de seguimiento, sino también pistas sobre el comportamiento y la estructura del objeto que vuelve a entrar.
Por qué es importante el seguimiento casi en tiempo real
Ser capaz de utilizar explosiones sónicas para un seguimiento casi en tiempo real podría cambiar la forma en que las autoridades responden a los eventos de reentrada atmosférica. La identificación rápida de las zonas de caída permite esfuerzos de recuperación más rápidos, mejores advertencias de seguridad pública y medidas de protección ambiental más efectivas.
Este enfoque también puede ayudar a identificar dónde se dispersan las partículas nocivas en la atmósfera, lo que puede mejorar los esfuerzos de mitigación y limpieza de la contaminación. A medida que el entorno orbital de la Tierra se vuelve cada vez más poblado, las herramientas que mejoran la conciencia situacional se han vuelto esenciales.
El nuevo papel de las explosiones sónicas en la seguridad planetaria
Las explosiones sónicas se perfilan como un aliado inesperado en la lucha contra los riesgos de los desechos espaciales. Se necesitan más investigaciones para reducir el tiempo desde la entrada a la atmósfera hasta la determinación de la órbita, pero este método es un importante paso adelante.
Los científicos están abriendo nuevos caminos en la seguridad espacial aprovechando la física de las redes sísmicas y las ondas de choque. A medida que las reentradas atmosféricas se vuelven más frecuentes y el tráfico orbital continúa aumentando, las explosiones sónicas podrían desempeñar un papel importante para mantener a las personas, la infraestructura y el planeta más seguros frente a las crecientes amenazas en la atmósfera superior.
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