Após sua explosão inicial, foguetes espaciais são disparados da Terra com estrondos no infra-som, ondas sonoras muito baixas para serem ouvidas por ouvidos humanos que podem viajar milhares de quilômetros.

Uma nova pesquisa usou um sistema de monitoramento de testes nucleares para rastrear o infra-som de 1, 001 lançamentos de foguetes. A pesquisa identificou os sons distintos de sete tipos diferentes de foguetes, incluindo os ônibus espaciais, Foguetes Falcon 9, vários foguetes Soyuz, o Ariane 5 da Agência Espacial Europeia, Prótons russos e vários tipos de foguetes chineses de longa marcha.

Em alguns casos, como o ônibus espacial e o Falcon 9, os pesquisadores também puderam identificar as várias etapas da jornada dos foguetes.

As novas informações podem ser úteis para encontrar problemas e identificar os locais de reentrada atmosférica ou splashdown dos estágios do foguete, de acordo com o novo estudo publicado em Cartas de pesquisa geofísica , Jornal da AGU para alto impacto, relatórios de formato curto com implicações imediatas abrangendo todas as ciências terrestres e espaciais.

O infra-som representa as ondas sonoras acústicas abaixo do limite geral de frequência que os humanos podem ouvir. Mas, embora os ruídos de frequência mais alta sejam mais altos perto da fonte de coisas como explosões nucleares, o infra-som de baixa frequência viaja por distâncias mais longas. O infra-som é produzido por eventos naturais, bem como por fontes tecnológicas, e tem sido usado para detectar erupções vulcânicas remotas ou o zumbido das ondas do oceano.

Para ouvir lançamentos de foguetes, os autores acessaram uma rede global de monitoramento. Depois que a Assembleia Geral das Nações Unidas adotou o Tratado de Proibição Total de Testes Nucleares em 1996, cientistas criaram o Sistema de Monitoramento Internacional (IMS). Este sistema é atualmente caracterizado por uma série de 53 estações de infra-som certificadas e operacionais em todo o mundo. Microbarômetros nas estações IMS podem detectar o infra-som liberado por grandes explosões nucleares.

Essas estações também reúnem os sons infra-sônicos liberados por outras grandes explosões, como erupções vulcânicas ou lançamentos de foguetes espaciais. Os pesquisadores queriam ver se conseguiam detectar e caracterizar o lançamento de foguetes espaciais ao redor do mundo.

Eles examinaram 7, 637 assinaturas de infra-som registradas em estações IMS de 2009 a meados de 2020, um período que incluiu 1, 001 lançamentos de foguetes. A equipe examinou apenas lançamentos de foguetes que ocorreram até 5, 000 quilômetros de uma estação IMS, mas descobriu que os sinais acústicos de lançamentos de foguetes às vezes podiam ser detectados até 9, 000 quilômetros de distância, de acordo com o autor Patrick Hupe, pesquisador do Instituto Federal Alemão de Geociências e Recursos Naturais.

Os pesquisadores encontraram assinaturas infra-sônicas para até 73% desses foguetes, ou 733. Os outros 27% dos lançamentos eles não puderam detectar porque os foguetes tinham impulsos menores ou as condições atmosféricas não favoreciam a propagação em longas distâncias.

Para aqueles que eles detectaram, eles poderiam determinar o tipo de foguetes lançados, tudo, desde os ônibus espaciais, o último dos quais lançado em 2011, para foguetes russos Soyuz. No total, eles examinaram as assinaturas de sete tipos de foguetes para derivar uma relação entre a amplitude medida e o impulso do foguete:Ônibus espaciais; Falcon 9s; vários foguetes Soyuz; o Ariane 5 da Agência Espacial Europeia; Prótons russos; Longa Marcha 2Cs chinesa, 2Ds, 3As, 4Bs, e 4Cs; e Longa Marcha 3Bs.

Space Shuttle vs Falcon 9

Os pesquisadores também examinaram mais de perto dois tipos diferentes de foguetes - o Ônibus Espacial e o Falcon 9.

Eles descobriram que podiam identificar os sinais infra-sônicos de vários estágios de voo para esses foguetes. Pela primeira vez, um ônibus espacial lançado do Centro Espacial Kennedy em novembro de 2009, a equipe detectou o infra-som criado pelo respingo dos propulsores de combustível antes de detectar o sinal acústico do lançamento inicial do foguete porque eles caíram mais perto da estação de infra-som do que do local de lançamento. Em outras palavras, o foguete foi mais rápido que o som.

"O foguete foi mais rápido do que o infra-som propagado pela atmosfera, "Disse Hupe.

Eles também examinaram o lançamento e a descida do foguete Falcon 9 da SpaceX, que tem um foguete parcialmente reutilizável que reentrou na atmosfera e pousou com sucesso em um navio drone no oceano em janeiro de 2020. A equipe de Hupe conseguiu detectar a decolagem do foguete e o pouso do primeiro propulsor.

"Ao processar os dados e também ao aplicar diferentes critérios de qualidade às assinaturas infra-sônicas, fomos capazes de separar diferentes estágios do foguete, "Disse Hupe.

"A capacidade de detectar diferentes tipos de foguetes pode ser útil, "disse Adrian Peter, um professor de engenharia da computação e ciências no Instituto de Tecnologia da Flórida que não estava envolvido no trabalho de Hupe, mas que já estudou as assinaturas infra-sônicas de foguetes antes.

Ele disse que a caracterização de diferentes estágios de lançamento de foguetes pode ser útil para determinar problemas futuros. Por exemplo, se um foguete não foi lançado corretamente ou explodiu, os pesquisadores podem ser capazes de detectar o que deu errado analisando a assinatura infra-sônica, especialmente quando as informações são correlacionadas com as leituras dos sensores dos próprios foguetes.

Peter acrescenta que é ótimo ver os pesquisadores aproveitando as informações coletadas por uma rede de monitoramento que inicialmente se destinava apenas a observar lançamentos e explosões nucleares.

"Agora estamos aproveitando para outras aplicações científicas, " ele disse, acrescentando que provavelmente existem outros usos para este tipo de dados.