Dopo il loro scoppio iniziale, i razzi spaziali si allontanano dalla Terra con rimbombi in infrasuoni, onde sonore troppo basse per essere udite da orecchie umane che possono viaggiare per migliaia di chilometri.

Una nuova ricerca ha utilizzato un sistema per monitorare i test nucleari per tracciare gli infrasuoni da 1, 001 lanci di razzi. La ricerca ha identificato i suoni distintivi di sette diversi tipi di razzi, compresi gli Space Shuttle, razzi Falcon 9, vari razzi Soyuz, Ariane 5 dell'Agenzia spaziale europea, Protoni russi e diversi tipi di razzi cinesi a lunga marcia.

In alcuni casi, come lo Space Shuttle e il Falcon 9, i ricercatori sono stati anche in grado di identificare le varie fasi del viaggio dei razzi.

Le nuove informazioni potrebbero essere utili per trovare problemi e identificare i luoghi di rientro atmosferico o ammaraggio degli stadi dei razzi, secondo il nuovo studio pubblicato su Lettere di ricerca geofisica , Il giornale di AGU ad alto impatto, rapporti in formato breve con implicazioni immediate che abbracciano tutte le scienze della Terra e dello spazio.

Gli infrasuoni rappresentano le onde sonore acustiche al di sotto della soglia generale di frequenza che gli esseri umani possono sentire. Ma mentre i rumori a frequenza più alta sono più forti vicino alla fonte di cose come le esplosioni nucleari, gli infrasuoni a bassa frequenza percorrono distanze maggiori. Gli infrasuoni sono prodotti da eventi naturali così come da fonti tecnologiche, ed è stato utilizzato per rilevare eruzioni vulcaniche remote o il ronzio delle onde oceaniche.

Per ascoltare i lanci di razzi, gli autori hanno attinto a una rete di monitoraggio globale. Dopo che l'Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha adottato il Trattato sul divieto globale di test nucleari nel 1996, scienziati hanno istituito il Sistema di monitoraggio internazionale (IMS). Questo sistema è attualmente caratterizzato da una serie di 53 stazioni infrasuoni certificate e operative in tutto il mondo. I micro barometri nelle stazioni IMS possono rilevare gli infrasuoni rilasciati da grandi esplosioni nucleari.

Queste stazioni raccolgono anche i suoni infrasonici rilasciati da altre grandi esplosioni come eruzioni vulcaniche o lanci di razzi spaziali. I ricercatori volevano vedere se potevano rilevare e caratterizzare il lancio di razzi spaziali in tutto il mondo.

Hanno esaminato 7, 637 firme infrasuoni registrate nelle stazioni IMS dal 2009 a metà 2020, un periodo che comprendeva 1, 001 lanci di razzi. Il team ha esaminato solo i lanci di razzi avvenuti fino a 5, 000 chilometri da una stazione IMS, ma ho scoperto che i segnali acustici dei lanci di razzi a volte potevano essere rilevati fino a 9, 000 chilometri di distanza, secondo l'autore Patrick Hupe, ricercatore presso l'Istituto federale tedesco di geoscienze e risorse naturali.

I ricercatori hanno trovato firme infrasoniche fino al 73% di questi razzi, o 733. L'altro 27% dei lanci non è stato possibile rilevare perché i razzi avevano spinte minori o le condizioni atmosferiche non favorivano la propagazione su lunghe distanze.

Per quelli che hanno rilevato, potrebbero determinare il tipo di razzi lanciati, tutto dagli Space Shuttle, l'ultimo dei quali lanciato nel 2011, ai razzi russi Soyuz. In totale, hanno esaminato le firme di sette tipi di razzi per ricavare una relazione tra l'ampiezza misurata e la spinta del razzo:Space Shuttle; Falcon 9; vari razzi Soyuz; Ariane 5 dell'Agenzia spaziale europea; protoni russi; Cinese Lunga Marcia 2C, 2D, 3Come, 4B, e 4C; e 3B Lunga Marcia.

Space Shuttle contro Falcon 9

I ricercatori hanno anche esaminato più da vicino due diversi tipi di razzi:lo Space Shuttle e il Falcon 9.

Hanno scoperto di poter identificare i segnali infrasonici di varie fasi di volo per questi razzi. Per la prima, uno Space Shuttle lanciato dal Kennedy Space Center nel novembre 2009, il team ha rilevato gli infrasuoni creati dall'ammaraggio dei booster di carburante prima di rilevare il segnale acustico del lancio iniziale del razzo perché sono scesi più vicino alla stazione di infrasuoni rispetto al sito di lancio. In altre parole, il razzo era più veloce del suono.

"Il razzo era più veloce degli infrasuoni che si propagavano nell'atmosfera, "Ha detto Hupe.

Hanno anche esaminato il lancio e la discesa del razzo Falcon 9 di SpaceX, che ha un razzo parzialmente riutilizzabile che è rientrato nell'atmosfera ed è atterrato con successo su una nave drone nell'oceano nel gennaio 2020. Il team di Hupe ha potuto rilevare sia il decollo del razzo che l'atterraggio del primo booster.

"Elaborando i dati e applicando anche diversi criteri di qualità alle firme infrasoniche siamo stati in grado di separare diversi stadi del razzo, "Ha detto Hupe.

"La capacità di rilevare diversi tipi di razzi potrebbe essere utile, " disse Adrian Pietro, un professore di ingegneria e scienze informatiche al Florida Institute of Technology che non era coinvolto nel lavoro di Hupe ma che ha già studiato le firme infrasoniche dei razzi.

Ha detto che la caratterizzazione delle diverse fasi dei lanci di razzi potrebbe essere utile per determinare problemi futuri. Per esempio, se un razzo non è stato lanciato correttamente o è esploso, i ricercatori potrebbero essere in grado di rilevare cosa è andato storto analizzando la firma infrasonica, soprattutto quando le informazioni sono correlate alle letture dei sensori dei razzi stessi.

Peter aggiunge che è fantastico vedere i ricercatori sfruttare le informazioni raccolte da una rete di monitoraggio che inizialmente era destinata solo a monitorare lanci ed esplosioni nucleari.

"Ora lo stiamo sfruttando per altre applicazioni scientifiche, " Egli ha detto, aggiungendo che ci sono probabilmente ulteriori usi per questo tipo di dati.