L’impacte de l’observatori orbital UARS contra l’atmosfera (i la superfície?) terrestre

El passat 7 de setembre, la NASA anunciava (vg. l’article d’en Leonard David) que el proper 24 de setembre (Diada de la Mercè) es produiria la caiguda orbital del Upper Atmosphere Research Satellite. El passat cap de setmana (vegeu article de Tariq Malik) es reavalua la situació, i s’establia com a data probable d’impacte el 23 (o el 22) de setembre (és a dir, aquest dijous o aquest divendres), i les dades de l’ORSAT augmentaven les estimacions sobre el risc d’impacte de material en la superfície terrestre. Amb una massa total de 5.900 kg, l’impacte amb l’atmosfera terrestre podria ser suficient per reduir a cendra tota la nau. La qüestió, però, és quins seran els trossos més grossos d’aquesta cendra.

UARS

L’UARS, 20 anys d’història

El Satèl•lit de Recerca de l’Atmosfera Superior (UARS) fou dissenyat en uns anys marcats per la recerca i la divulgació de dades sobre la depleció de l’ozó estratosfèric (particularment, el forat antàrtic de la capa d’ozó). L’estudi de la capa d’ozó i d’altres aspectes de la dinàmica atmosfèrica terrestre eren els objectius d’aquest observatori orbital. Els constructors, encapçalats per la Lockheed Martin, oferiren a la NASA una nau de 5900 kg de massa. La potència de l’estació, de 1600 W, s’alimentava amb 3 bateries de 180 kC.

L’UARS fou col•locat en el transbordador espacial Discovery i posat en òrbita en la missió 48 dels transbordadors espacials de la NASA, el 12 de setembre del 1991, fa, doncs, uns vint anys. Era el 63è llençament orbital de l’any 1991, i així doncs l’UARS rebé la codificació de 1991-063B (el 1991-063A era el propi transbordador). En separar-se del transbordador, adoptà finalment una òrbita força circular (a una distància situada entre 574 i 575 km de la superfície terrestre, amb un període orbital d’uns 96 minuts) i inclinada uns 57º respecte de l’equador planetari. Aquesta inclinació orbital li permetia abastar un ampli rang de latituds terrestres.

Entre l’instrumental per obtindre dades de química atmosfèrica hi havia l’espectròmetre CLAES, les sondes ISAMS i MLS, i els dispositius HALOE. Amb el CLAES podria seguir la concentració i distribució de compostos nitrogenats (NOx) i halogenats (HCl, HF), d’ozó (O3), de vapor d’aigua (H2O) i de metà (CH4). La dinàmica atmosfèrica era seguida mitjançant l’HRDI i l’interferòmetre WINDII. Un tercer grup d’instrumental (SUSIM, SOLSTICE, ACRIM2) estudiava la radiació solar i el seu impacte en l’atmosfera terrestre.

Inicialment, la NASA havia previst un temps d’operativitat de 3 anys. Era un càlcul fet a la baixa, i pensant en la integritat de tots els instruments. Uns altres observatoris, com l’EOS Aura o, particularment, el SORCE, el desplaçaren en la primera meitat de la dècada passada. En el 2005, ja únicament funcionaven sis dels deu instruments de l’UARS. La NASA va tancar el seu període operatiu el 14 de desembre del 2005.

A efectes pràctics, l’UARS es convertia llavors en “brossa orbital”. De fet, el 26 d’octubre del 2010, la Estació Espacial Internacional (ISS) va haver de fer una maniobra específica de precaució en apropar-se a l’UARS.

L’impacte

A mitjan setembre del 2011, l’òrbita de l’UARS havia caigut i guanyat en excentricitat (distància de 235-265 km respecte de la superfície), ja de camí cap a impactar amb l’atmosfera terrestre.

Inicialment, ja s’havia previst aquesta caiguda orbital per enguany, entre final de setembre i començament d’octubre. Fa unes setmanes, hom va poder precisar millor la data, devers el 24 de setembre, si bé ara es parla més aviat del 22-23 de setembre. El còmput de l’òrbita de la “brossa especial” ha de tenir en compte no únicament el joc gravitatori, sinó també l’efecte del vent solar. Aquesta acció de l’activitat solar és indirecta: el vent solar, si augmenta, produeix un escalfament temporal de les capes altes de l’atmosfera. Això fa que l’impacte de la nau amb l’atmosfera es pugui produir a més alçada i amb més violència.

Després de l’impacte

En un planeta com el nostre, l’impacte comença pròpiament en topar amb l’atmofera terrestre. La col·lisió escalfarà la nau i la fragmentarà. Amb l’ORSAT (eina d’anàlisi de la supervivència d’objecte reentrat). Analitzant els diferents components, hom pot fer una gràfica que avaluï a quina alçada de la superfície es desintegraran completament i a quina distància caurà la cendra resultant:

Orbital Debris UARS

Es calcula que un total de 26 peces podrien arribar a la superfície terrestre. Es tractaria de components rics en titani (Ti) o en beril·li (Be). Entre les peces que podrien quedar més íntegres hi ha els tancs de combustible. El combustible originari de l’UARS contenia, efectivament, propel·lents tòxics, però pràcticament tot el contingut s’havia consumit abans del 2005.

Com que no es pot precisar el punt de l’atmosfera (latitud, longitud) en el qual impactarà l’UARS, tampoc no es pot preveure la zona del planeta afectada (més enllà de descartar les àrees polars). Els objectes que arribin sencers a la superfície de la Terra ho faran sobre una franja de fins a 800 km de llarg. El risc que una d’aquestes peces afecti a una persona és d’1 entre 3.200. La xifra és baixa, però no prou baixa d’acord amb els estàndards actuals de la NASA (*), que voldrien veure el nombre limitat a 1:10.000. És per això, que s’ha recordat la recomanació de no tocar cap objecte caigut del cel i de reportar-ho immediatament a les autoritats.

Aquesta entrada ha esta publicada en 2. La Terra. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada