El passat divendres 4 de novembre, ens vam despertar amb la notícia que hi havia la possibilitat que les restes d’un coet xinès caiguessin al territori català. Al final, va acabar caient a l’oceà Pacífic sense cap incident. Avui descobrirem la raó per la qual un tros de coet que ha caigut a l’altra banda de l’oceà podia ser un perill pel nostre territori.
Objectiu: una estació espacial xinesa
Ja fa uns anys que l’agència espacial xinesa tenia l’objectiu de posar en òrbita una estació espacial, com l’Estació Espacial Internacional, o l’estació soviètica Mir. Durant la dècada dels 2010, els xinesos van posar en òrbita dos prototips del que serà la nova estació, el Tiangong-1 i el Tiangong-2. Donat que aquests dos prototips van donar molts bons resultats, van decidir que ja podien posar en marxa el pla per construir l’estació espacial definitiva.
La construcció de l’estació xinesa s’ha fet mitjançant tres llançaments. El primer mòdul, el Tianhe —que en xinès vol dir “Harmonia dels cels”-—és el mòdul central, es va llançar l’abril del 2021. Els dos mòduls principals, el Wentian —en xinès, “Missió pels cels”— i el Mengtian —”Somni dels cels”—, que contenen les cabines de laboratori, s’han llançat el juliol i l’octubre d’aquest any. Amb el muntatge del tercer mòdul, l’estació xinesa està a punt per posar-se en servei.
L’estació xinesa orbita aproximadament a 383 km de la superfície de la Terra
De la mateixa manera que l’Estació Espacial Internacional (ISS), la nova estació espacial xinesa orbita a pocs kilòmetres de la Terra, i fa una volta al planeta cada 92 minuts i 12 segons (recordem que la ISS ho fa cada 92 minuts i 54 segons). De fet, l’òrbita que descriuen aquests dos satèl·lits no és del tot circular, sinó el·líptica.
Les òrbites el·líptiques
La majoria d’òrbites al voltant d’un planeta —com la Terra— o d’un astre —com el Sol— descriuen trajectòries el·líptiques. Aquestes trajectòries es caracteritzen per les distàncies màxima i mínima a les quals poden estar del cos que orbiten. Les distàncies en qüestió s’anomenen apoàpside i periàpside, respectivament.
Depenent dels valors d’aquestes distàncies i de la posició de l’el·lipse respecte de la Terra, els satèl·lits descriuen diferents traces sobre la superfície del planeta.
Per posar en òrbita un satèl·lit, primer cal que es llanci un coet fins a l’altura desitjada de la Terra. Un cop assolida aquesta altura, aquestli dona l’empenta al satèl·lit perquè assoleixi la velocitat necessària per posar-se en òrbita.
![\[ v^2=G(m_{Terra}+m_{satèl·lit})(\frac{2}{r}-\frac{1}{a}) \]](https://www.cienciaoberta.cat/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-72d3fc740dd6e57c650b724f03bc31be_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
La velocitat a la qual aproximadament va un satèl·lit en una òrbita el·líptica al voltant de la Terra depèn de les masses dels dos, de la distància que hi hagi entre ells (r) i de la meitat del semieix major de l’el·lipse (a).
Un cop s’ha deixat anar el satèl·lit, el coet no cau cap avall directament perquè té una velocitat residual que el fa orbitar la Terra. A mesura que va entrant a l’atmosfera i la densitat de l’aire va augmentant, el coet experimenta cada vegada més resistència aerodinàmica. Això fa que el coet es vagi frenant en la seva òrbita i cada vegada perdi més altura. Al final, la velocitat del coet ja no és suficient per orbitar al voltant de la Terra i aproximadament a una altura de 120 km sobre la superfície del planeta comença a caure més o menys parabòlicament.
En el cas dels coets xinesos, no se sabia on caurien
Ambdues missions per posar en òrbita els mòduls principals de la nova estació espacial xinesa han tingut problemes en la reentrada dels coets que els havien de posar en òrbita. Habitualment, les agències espacials planifiquen una zona no habitada on més o menys cauran els seus coets: la NASA sovint els fa caure a l’oceà Atlàntic, mentre que els coets russos cauen en àrees no poblades de Rússia i el Kazakhstan.
En el cas dels coets xinesos que aquests mesos de juliol i octubre han posat en òrbita parts del nou satèl·lit, sembla que aquesta planificació de reentrada no s’ha fet correctament. És per aquest motiu, que el passat divendres 4 de novembre van saltar les alarmes quan es va preveure la imminent reentrada a l’atmosfera del coet xinès CZ-5B.
El punt de caiguda no es va saber del cert fins l’últim moment
Durant la setmana del 4 de novembre, i mentre el coet anava perdent altura, totes les possibles òrbites en les quals podria estar en el moment de la caiguda definitiva es van anar preveient. Quan ens vam despertar aquell divendres, la finestra de possible hora de caiguda s’havia reduït considerablement i la trajectòria de l’òrbita en la qual el coet es trobava passava pel territori català.
Així, per evitar que la possible caiguda de restes del coet pogués afectar a les aeronaus que estaven sobrevolant l’espai aeri espanyol, es van reduir el nombre d’avions que hi havien de volar aquell matí.
Ja per acabar…
El coet xinès CZ-5B va acabar caient al mig de l’oceà Pacífic, ben lluny de qualsevol zona habitada. Així i tot, no és la primera vegada que els xinesos deixen caure un coet de forma descontrolada, i no són els únics. A principis d’aquest any, un tros de coet de SpaceX va caure a Austràlia, on el va trobar un ramader d’ovelles, i de tant en tant hi ha restes de satèl·lits en desús que cauen a la Terra, però aquestes restes són tan petites que la gran majoria es desintegren abans d’entrar a l’atmosfera.
L’agència espacial xinesa té previst fer un altre llançament utilitzant el mateix model de coet a finals de l’any que ve. L’objectiu és muntar a la nova estació espacial el telescopi Xuntian, el qual està previst que tingui un camp de visió 300 vegades major que el telescopi Hubble de la NASA. Caldrà estar pendents per veure si introdueixen algun canvi en el model de coet CZ-5B.
Per saber-ne més
University of Virginia – Elliptic Orbits: Paths to the Planets
The Aerospace Corporation – Reentries
Astroviewer – Current position of the ISS
