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lunes, 9 de noviembre de 2020

La basura espacial: Una bomba de tiempo a punto de explotar

 


En 1957 la humanidad logró alcanzar el espacio y desde entonces ha lanzado miles de naves, satélites y cohetes que han permitido incrementar nuestra capacidad para conocer el cosmos, orbitando satélites y estaciones espaciales, lanzando sondas al espacio y enviando misiones a la Luna y Marte.

Sin embargo, la mayoría de esos artefactos lanzados no retornan y terminan varados, al menos una parte ellos, orbitando alrededor de nuestro planeta. Como veremos más adelante, el incremento exponencial de los lanzamientos espaciales en los últimos años, ha convertido a los desechos espaciales en una verdadera amenaza para la seguridad de las misiones espaciales y hasta para los que nos quedamos en la Tierra.

En este artículo analizaremos la magnitud del problema y lo que la comunidad internacional está haciendo para remediarlo.

En qué consiste la basura espacial

Los desechos espaciales están principalmente compuestos por artefactos creados por los seres humanos que han terminado su vida útil o han sido deliberadamente abandonados, como naves espaciales no tripuladas, satélites y etapas de cohetes desacopladas. Pero también la basura espacial se genera por efecto de la erosión, desintegración o colisión de otros artefactos, por lo que el fenómeno se extiende por sí mismo sin necesidad de que haya nuevos lanzamientos, ya que nuevas colisiones entre ellos generarán más fragmentación de dichos escombros.

Visualización de los escombros que orbitan la Tierra
Fuente: NASA Orbital Debris Program Office


Según la Agencia Espacial Europea, los 5,560 lanzamientos exitosos de cohetes que se han realizado desde 1957, han colocado 9,600 satélites en la órbita terrestre, de los cuales solo 2,300 están funcionando en la actualidad. El resto ha caído a la Tierra o siguen a la deriva en nuestra órbita. Según la misma fuente, allá arriba todavía existen más de 34,000 objetos orbitando con más de 10cm de diámetro, 900,000 con un tamaño entre 1-10cm y la impresionante cantidad de 128 millones de objetos con menos de 1cm[1].

Vanguard 1, el satélite inactivo más antiguo en órbita
                                                                                                                        Cortesía de Wikipedia

Solo para poner algunos ejemplos, el satélite fuera de operación más antiguo en órbita es el Vanguard 1, lanzado en 1958 e inactivo desde 1964. Se calcula que podría permanecer allí a la deriva por unos 240 años. Igual permanecen en órbita los satélites soviéticos RORSAT (lanzados en los años 70s).

Otro factor productor de desechos son las explosiones. Tal fue el caso en 2015 de la explosión del satélite DMSP-F13 de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, que generó 149 objetos que se convirtieron en escombros flotantes.  Igual había ocurrido en el 2000 una explosión de la 2da etapa del cohete Long March 4 CBERS-1, perteneciente a China, y luego en 2007 igual ocurrió con el cohete ruso BRIZ-M, explosionando en órbita. Ambos generaron una nube importante de desechos.

Lanzamiento de un misil antisatélite ASM-135 de USA 
Cortesía de Wikipedia

Otra acción que ha producido gran cantidad de escombros espaciales es el uso de armas de destrucción de satélites (ASAT por sus siglas en inglés), las cuales han sido probadas exitosamente por Estados Unidos, Rusia/Unión Soviética, China e India, como un nuevo capítulo de la carrera armamentista.

También los lanzamientos que utilizan cohetes de varias etapas producen desechos espaciales de gran tamaño que quedan abandonados en la órbita terrestre baja (LEO por sus siglas en inglés).

Según el boletín correspondiente a agosto 2020 emitido por la NASA[2], esta es la composición actual de los artefactos orbitales monitoreados por ellos:

País/Agencia Espacial

Naves/Satélites en órbita

Restos de cohetes y otros escombros

Total

China

411

3,721

4,132

Rusia

1,542

5,357

6,899

ESA

92

58

150

Francia

69

508

577

India

100

125

225

Japón

187

114

301

Estados Unidos

2,399

4,897

7,296

Otros

1,048

126

1,174

TOTAL

5,848

 14,906

20,754

Fuente: NASA Orbital Debris Quaterly News (Vol. 24, Issue 3, August 2020)

En el cuadro anterior podemos ver cuáles países lideran la producción de basura espacial: EEUU (35.15%), Rusia (33.24%) y China (19.91%). Entre los tres se encuentra casi el 90% de toda la contaminación espacial actualmente contabilizada.

 

Cómo perjudican los desechos espaciales

La basura espacial es realmente un peligro para los satélites en órbita y las propias naves que se lanzan al espacio. De hecho, si sigue proliferando esa nube de escombros, podría volverse intransitable[3].

Orificio producido en el transbordador Endeavour por escombros espaciales
Cortesía de Wikipedia

Las elevadas velocidades que alcanzan estos desechos los convierten en peligrosas balas perdidas capaces de perforar y dañar satélites y partes vitales de las naves. En la medida que se vayan multiplicando de forma descontrolada, harán la exploración espacial más insegura, especialmente para las misiones tripuladas.

De hecho, además de todos los riesgos que implica para un astronauta salir a dar una caminata espacial para realizar alguna reparación o manualmente activar algún mecanismo de la nave, el impacto de un simple tornillo errante a miles de kilómetros por hora podría ser sencillamente fatal.

Por otro lado, muchos residuos espaciales pierden altura y caen al suelo sin ser consumidos en su entrada a la atmósfera. Aunque hasta la fecha no han ocurrido accidentes fatales, se han logrado registrar varios incidentes que han llegado a herir personas o que han estado muy cerca de hacerlo. Por ejemplo, en 1969 cinco marineros de un barco japonés resultaron heridos por la caída de desechos espaciales o la mujer de Oklahoma que en 1997 fue impactada en un hombro por un objeto de 10cm caído del cielo que resultó ser basura espacial.

Primeros accidentes

La primera colisión en órbita se produjo en 2009 cuando a 776 km de altura sobre Siberia chocaron el satélite estadounidense Iridium-33 y el ruso Kosmos 2251, quedando ambos completamente destruidos al impactar a una velocidad de 42,120 km por hora. El evento generó miles de escombros y una batalla legal que aún persiste.

Representación artística de la colisión entre Iridium 33 y Kosmos 2251
Cortesía de Iridium Museum

Más tarde, en 2013, el satélite ruso BLITS fue golpeado por escombros que se sospechan fueron generados por la prueba ASAT realizada por China en 2007, lo que generó su órbita y velocidad de rotación[4].

Tanto naves tripuladas como no tripuladas han tenido que maniobrar en varias ocasiones para evitar chocar contra nubes de escombros espaciales. La primera vez ocurrió en 1991, cuando el transbordador Discovery tuvo que evadir restos del satélite Kosmos 955. Años más tarde varios transbordadores más tuvieron algunos incidentes con escombros espaciales, como ocurrió con el Atlantis (2006) y Endeavour (2007).

Igual se pudo constatar cuando se trajeron a tierra distintas partes de la Estación Espacial MIR (que operó durante 13 años) que presentaban en su superficie los efectos de miles de micro impactos producidos por desechos espaciales[5].

La actual Estación Espacial Internacional (ISS) cuenta con escudos Whipple que le protege de escombros de poco tamaño, pero aun así ha tenido que ser maniobrada varias veces para evitar colisiones con objetos más grandes. Hasta el 2014 se habían contabilizado 16 de esas maniobras. Se recuerda un evento ocurrido en 2009 en el que los tripulantes de la ISS tuvieron que refugiarse en la nave Soyuz al recibir muy tardíamente la alerta de aproximación de escombros[6].

Esfuerzos internacionales para enfrentar la basura espacial

Actualmente no existe ningún tratado internacional que aborde el tema de la basura espacial, sigue siendo una tarea pendiente. Sin embargo, se han tomado diversas medidas de forma voluntaria o unilateral.

Una de ellas fue la creación del Comité Interagencial de Coordinación de Desechos Espaciales (IADC por sus siglas en inglés), fundada en 1993 para coordinar esfuerzos en este sentido. En la misma participan 13 agencias espaciales gubernamentales, entre las cuales están la agencia estadounidense (NASA), rusa (ROSCOSMOS), europea (ESA), japonesa (JAXA), hindú (ISRO) y china (CNSA).

Otra medida que se ha tomado es la intensificación de distintos mecanismos de seguimiento y rastreo de los escombros espaciales. La NASA ha desarrollado el Orbital Debris Program Office y se han establecido diversas redes de observación, entre ellas la correspondiente a la ESA. Estos observatorios tratan de generar alertas con suficiente anticipación para que la ISS y otros satélites puedan realizar a tiempo maniobras de evasión.

Distintos gobiernos han emitido normas para mitigar la basura espacial, tales como la “pasivación” de las etapas superiores de los cohetes y de los satélites al terminar su vida útil, lo que significa que al cumplir su misión se descarten los contenedores de energía para evitar eventuales explosiones que aumenten la cantidad de escombros. Igualmente, se está impulsando que los artefactos espaciales incluyan la característica de “desorbitación automática”, para que salgan por sí mismos de órbita y sean consumidos al entrar a la atmósfera.

Otra alternativa propuesta es la movilización de los satélites y otros objetos fuera de servicio a una “órbita cementerio”, ubicada por encima de la órbita geoestacionaria, en la cual hay mucho menos riesgos para la exploración espacial y para el buen funcionamiento de satélites y estaciones espaciales. Sin embargo, este método implica el consumo de mucho combustible por las grandes distancias que tienen que recorrer.

Proyecto e.Deorbit de la Agencia Espacial Europea (ESA)

Fuente: ESA

Hay varios proyectos en curso para eliminar desechos espaciales, utilizando ganchos, harpones, redes o tentáculos robóticos. Uno de ellos es el llamado e.Deorbit, financiado por la ESA, el cual se espera sea lanzado en 2023. También son resaltables las iniciativas RemoveDEBRIS, ClearSpace One, entre otras.

Lo que queda claro es que el avance sostenido de la carrera espacial ha generado a su vez desechos que están empezando a amenazar ese mismo avance. Un dilema parecido al que sucede con las ciudades a nivel mundial con el aumento desenfrenado de la contaminación.

Se hace imperativo que se tomen medidas en el corto, mediano y largo plazo para que la exploración espacial sea sostenible y que los mismos desechos que estamos hoy produciendo no nos cierren mañana el acceso al espacio. Y por supuesto, que los costos acarreados por dicha limpieza sean asumidos principalmente por quienes más basura han generado. Es lo más justo.

www.reysonl.blogspot.com

 

 

 

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