El Sofista

Escombros espaciales ilustrados: el problema en imágenes

Basura espacial, escombros espaciales, residuos espaciales: llámenlo como quieran, pero así como la basura o los residuos causan problemas aquí en la Tierra, de la misma manera en el espacio las etapas de cohetes agotadas, tuercas y tornillos de la construcción de la Estación Espacial Internacional (ISS), varias pérdidas accidentales como guantes de trajes espaciales y cámaras fotográficas, y fragmentos de naves espaciales explotadas, pueden convertirse en un serio problema para el futuro de los vuelos espaciales si no toman ahora medidas para disminuir la amenaza. El Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESA) reunió varias imágenes alarmantes con el objetivo de destacar el problema. Arriba se observa una representación de los objetos rastreables en órbita alrededor de la Tierra: en órbita baja terrestre —o low Earth orbit, (LEO): la nube borrosa alrededor de la Tierra), órbita geoestacionaria terrestre —o geostationary Earth orbit (GEO): más alejada, aproximadamente 35.786 km sobre la Tierra— y todos los puntos entre ambas.

Entre el lanzamiento del Sputnik el 4 de octubre de 1957 y el 1° de enero de 2008, unos 4600 lanzamientos colocaron 6000 satélites en órbita; cerca de 400 están viajando ahora más allá de la Tierra en trayectorias interplanetarias, pero de los 5600 restantes, sólo unos 800 satélites son operacionales: más o menos un 45 por ciento de éstos están en LEO y GEO. Los escombros espaciales abarcan la siempre creciente cantidad de equipos espaciales inactivos en órbita alrededor de la Tierra así como los fragmentos de naves espaciales rotas, explotadas o, por alguna otra razón, abandonadas. Cerca del 50 por ciento de los objetos rastreables están en órbita debido a explosiones orbitales —unos 200— o por colisiones —menos de 10—.

Funcionarios del programa del transbordador dijeron que los escombros espaciales golpean regularmente al transbordador y más de 80 ventanas tuvieron que ser reemplazadas durante los años de misión. En algunas ocasiones la ISS tiene que realizar maniobras evasivas para evitar colisiones con basura espacial. Y, por supuesto, los escombros no están quietos: en órbita, las velocidades relativas pueden ser muy grandes, en el orden de las decenas de miles de kilómetros por hora.

Por ejemplo, en el caso del satélite Envisat, la ESA explicó que la velocidad relativa más probable entre el satélite y un escombro espacial es de 52 mil kilómetros por hora. Si un escombro espacial golpea a esa velocidad a un satélite, a la ISS o al transbordador, podría causarle daños severos o una catástrofe.

La imagen de arriba representa a escombros en órbita polar alrededor de la Tierra. Es patente, de la imagen de abajo, cómo la explosión de una nave espacial esparce aún más escombros. De hecho, después del final de una misión las baterías, los sistemas presurizados y los tanques de combustible explotan. Esto genera escombros, que contribuyen a la creciente población de materiales en órbita, con un tamaño que va desde menos de un micrómetro a diez centímetros o más.

Cerca del 40 por ciento de los escombros espaciales rastreables desde la superficie de la Tierra provienen de explosiones, de las que ahora ocurren cuatro o cinco por año. En 1961, la primera explosión triplicó la cantidad de escombros espaciales rastreables. En la década pasada, la mayoría de los operadores comenzaron a emplear medidas para aislar los componentes a bordo, a fin de eliminar fuentes latentes de energía relacionada con baterías, tanques de combustible, sistemas de propulsión y pirotecnias. Pero no alcanza con esto sólo. A los ritmos actuales, en veinte o treinta años las colisiones sobrepasarán a las explosiones como fuente de nuevos escombros.

La ESA sostiene que es crucial comenzar inmediatamente a implementar medidas para disminuir el problema. La imagen muestra una simulación del ambiente GEO en el 2012 —la imagen erróneamente dice 2112— en el caso en el que no se tomen medidas. En el panel superior, al haberse tomado medidas de mitigación, se puede observar un ambiente espacial mucho más limpio si el número de explosiones se reduce drásticamente y si no se expulsa ningún objeto desde una misión. El panel inferior muestra el escenario del negocio como se viene haciendo, sin tomar ninguna medida de mitigación. No obstante, para detener la siempre creciente cantidad de escombros deben implementarse medidas más ambiciosas. Lo más importante es que las etapas de cohetes y naves espaciales tienen que ser desviadas de sus órbitas y regresadas a la superficie luego de haber completado su misión.

Se incinerarán en la atmósfera o descenderán en áreas deshabitadas del océano. En el caso de satélites de telecomunicaciones o similares, que operan en órbita geoestacionaria, una zona comercialmente valiosa, deben impulsar sus satélites a una órbita de eliminación segura [también llamada órbita cementerio], como se muestra abajo:

Existen otras medidas, como reducir el número de objetos para cada misión y controlar los riesgos de reentrada, pero aquéllas son las medidas básicas. El tema es que tales medidas de mitigación cuestan combustible y tiempo operacional, y por lo tanto incrementan los costos. En el mundo comercial, esto puede ser competitividad, a menos que haya un consenso internacional para aceptar tales costos.

Fuente: Nancy Atkinson para Universe Today (enlaces en inglés).

Nota relacionada: Nos cascotean el rancho (10).

escrito por el sofista @ viernes, abril 11, 2008