Los peligros de la contaminación del espacio
Los desechos espaciales son una problemática que crece día a día perjudicando la seguridad de nuestro planeta y el progreso de los futuros viajes espaciales. La contaminación por los desechos espaciales es un campo poco explorado y con escasas soluciones hasta el momento
Por Iván Naciff
A +S dialoga con Diego Krauser, Doctor en Ciencias de la Ingeniería del CCT -CONICET Mendoza – Magister en Ciencias de la Ingeniería-Mención Aeroespacial- Ingeniero Aeronáutico.
¿Qué son los desechos espaciales?
Los desechos espaciales se les conoce como basura espacial o desechos orbitales. Son en su totalidad objetos artificiales que se encuentran en la órbita alrededor de la tierra y que no cumplen ninguna función útil.
Estos objetos pueden variar en tamaño, desde pequeñas partículas hasta satélites completos o etapas de cohetes. Los desechos espaciales pueden incluir componentes de misiones espaciales pasadas, fragmentos de satélites desactivados, restos de cohetes lanzadores y otros objetos que se han desprendido de naves espaciales.
El problema de los desechos espaciales se ha vuelto cada vez más preocupante debido al crecimiento constante de la actividad espacial y a la acumulación de objetos en órbita terrestre. Estos desechos representan un riesgo significativo para las operaciones espaciales actuales y futuras, ya que pueden colisionar con satélites activos y naves espaciales, causando daños graves e incluso la destrucción de equipos costosos. Además, las colisiones entre desechos espaciales generan más fragmentos, lo que contribuye a un problema conocido como «cascada de colisiones» o «efecto Kessler», en el que la cantidad de desechos orbitales aumenta exponencialmente con el tiempo.
¿Desde cuándo están esos desechos espaciales orbitando junto con la tierra?
Los desechos espaciales han estado acumulándose en órbita alrededor de la Tierra desde los primeros lanzamientos de satélites y misiones espaciales en la década de 1950. El lanzamiento del Sputnik 1 por la Unión Soviética en 1957 marcó el comienzo de la era espacial y también la generación de desechos espaciales. Desde entonces, con el incremento de la actividad espacial, que incluye lanzamientos comerciales, militares y científicos, la cantidad de desechos orbitales ha ido en aumento de manera significativa.
Los desechos espaciales pueden ser el resultado de varias fuentes, como el desprendimiento de etapas de cohetes, la explosión de satélites en órbita, colisiones entre objetos o simplemente la pérdida de control de satélites en funcionamiento. Estos desechos pueden permanecer en órbita durante largos períodos de tiempo debido a la falta de atmósfera significativa para desacelerarlos y hacer que reingresen en la atmósfera terrestre.
¿Qué evita que estos desechos caigan a la superficie terrestre?
Los desechos espaciales permanecen en órbita alrededor de la Tierra debido a su velocidad orbital. Cuando un objeto se lanza al espacio, se le da una velocidad lo suficientemente alta como para superar la gravedad terrestre y mantenerse en órbita alrededor del planeta. Esta velocidad orbital es lo que impide que los desechos espaciales caigan directamente a la superficie terrestre.
En términos físicos, la velocidad orbital equilibra la atracción gravitatoria de la Tierra. Si la velocidad del objeto es lo suficientemente alta, la curvatura de su trayectoria sigue la curvatura de la Tierra, lo que resulta en una órbita estable. Esto significa que los desechos espaciales continúan orbitando la Tierra indefinidamente, a menos que se vean afectados por fuerzas externas, como la fricción atmosférica, colisiones con otros objetos en órbita o fuerzas gravitatorias de otros cuerpos celestes.
Es importante destacar que, aunque la fricción atmosférica es una fuerza que eventualmente puede hacer que los objetos orbitales pierdan energía cinética y reingresen en la atmósfera terrestre, la mayoría de los desechos espaciales se encuentran en órbitas lo suficientemente altas como para que esta fricción sea insignificante durante períodos de tiempo significativos.
¿Existe alguna forma de evitar seguir contaminando el espacio?
Sí, existen varias formas de abordar y mitigar la contaminación espacial para evitar seguir contribuyendo a este problema creciente:
Diseño de naves espaciales sostenibles
Parece irreal pero se puede implementar prácticas de diseño que reduzcan la generación de desechos durante el lanzamiento, la operación y el fin de vida útil de las naves espaciales. Esto puede incluir el uso de materiales que se desintegren de manera controlada en la atmósfera terrestre al final de la misión. Esto evidentemente se vera en un futuro porque hasta el momento la tecnología no ha alcanzado esa etapa. Si es segura la naves, entonces también puede ser sostenible.
Retirada de desechos espaciales
Desarrollar tecnologías y programas para retirar activamente los desechos espaciales de órbita. Esto podría incluir métodos como la captura y eliminación de desechos mediante satélites especializados o el uso de propulsores para desorbitar objetos no deseados.
Normativas y regulaciones
Implementar normativas internacionales que establezcan estándares para la mitigación de desechos espaciales, incluyendo la eliminación segura de satélites desactivados y el control de la liberación de fragmentos durante el lanzamiento y la operación de misiones espaciales.
Educación y conciencia pública
Crear conciencia sobre el problema de los desechos espaciales y fomentar prácticas responsables entre los actores de la industria espacial, los gobiernos y el público en general. Esto podría incluir campañas de sensibilización, educación sobre la importancia de la sostenibilidad en el espacio y el fomento de la colaboración internacional para abordar el problema de manera efectiva.
Investigación y desarrollo de tecnología
Invertir en investigación y desarrollo de tecnologías innovadoras para la detección, seguimiento y mitigación de desechos espaciales. Esto incluye el desarrollo de sistemas de detección más precisos, métodos de limpieza orbital avanzados y tecnologías de propulsión más eficientes para desorbitar objetos no deseados.
¿Cómo afecta la contaminación por desechos espaciales a la exploración espacial?
Esta es una pregunta importante porque afecta en gran medida y no solo es un riesgo para las misiones espaciales, sino también , para la seguridad terrestre. Los desechos espaciales representan un riesgo para las misiones espaciales activas y futuras. La posibilidad de colisión con desechos orbitales puede dañar o destruir satélites, cohetes y estaciones espaciales, lo que pone en peligro tanto la infraestructura espacial como las inversiones económicas asociadas. .
Tambien aumenta el riesgo de colisión durante los lanzamientos de nuevas misiones. Esto puede resultar en restricciones en el acceso al espacio, incluyendo la necesidad de desviar o posponer lanzamientos para evitar áreas con alta densidad de desechos. .
Los desechos contaminan las órbitas importantes, como las órbitas geoestacionarias (GEO) utilizadas por muchos satélites de comunicaciones y de observación de la Tierra. La presencia de desechos en estas órbitas dificulta el despliegue y la operación de nuevos satélites, así como la realización de maniobras de mantenimiento. Las tareas de mantenimiento se vuelven cada día mas complejas de realizar como también así los cálculos orbitales que garanticen la seguridad de los nuevos satélites que son lanzados.
La acumulación continua de desechos espaciales puede llevar a una situación insostenible a largo plazo en el espacio. Si no se aborda adecuadamente, el riesgo de colisiones y la generación de más desechos pueden desencadenar un efecto dominó conocido como «cascada de colisiones», en el cual las colisiones generan más fragmentos, exacerbando el problema y dificultando aún más la exploración y la utilización del espacio.Esta es una pregunta importante porque afecta en gran medida y no solo es un riesgo para las misiones espaciales, sino también , para la seguridad terrestre.
¿Qué medidas están siendo implementadas a nivel internacional para mitigar el riesgo de colisiones entre satélites y desechos espaciales?
En argentina por el momento no se esta realizando ningún tipo de medidas que puedan mitigar dicho riesgo pero si tuviera que mencionar en el caso de que se estén haciendo diría que pueden llegar a ser:
Rastrear y monitorear la ubicación y trayectoria de desechos espaciales y satélites activos. Esto se lleva a cabo mediante sistemas de seguimiento terrestre y satelital, así como a través de redes de colaboración internacional que comparten datos y análisis.
Establecer protocolos y sistemas de comunicación para notificar a los operadores de satélites sobre posibles colisiones entre sus activos y desechos espaciales. Esto permite que los operadores tomen medidas para evitar colisiones mediante maniobras de evasión u otras acciones.
Investigar el desarrollando de tecnologías para mitigar el riesgo de colisiones, como sistemas de detección temprana y maniobras automatizadas de evasión. Además, se están explorando técnicas para la eliminación activa de desechos espaciales, como la captura y remoción de desechos mediante satélites especializados.
Crear normativas y lineamientos internacionales para promover prácticas espaciales responsables y reducir el riesgo de generación de desechos espaciales. Estas normativas abordan aspectos como el diseño de satélites para minimizar la generación de desechos, la eliminación segura de satélites al final de su vida útil y la notificación de lanzamientos y maniobras espaciales.
¿Cómo se puede eliminar estos desechos?
Una opción consiste en enviar misiones espaciales diseñadas específicamente para capturar y eliminar desechos espaciales. Estas misiones podrían utilizar brazos robóticos, redes, o incluso satélites equipados con propulsores para interceptar y capturar los desechos. Una vez capturados, los desechos podrían ser desorbitados hacia la atmósfera terrestre, donde se quemarían durante la reentrada.
Otra estrategia es equipar los satélites con sistemas de propulsión adicionales que les permitan realizar maniobras de desorbitación controlada al final de su vida útil. Estas maniobras podrían ser utilizadas para dirigir los satélites hacia una re-entrada controlada en la atmósfera, donde se desintegrarían completamente.
Algunas propuestas sugieren aprovechar la fricción atmosférica para frenar la velocidad de los desechos espaciales y hacer que reentren en la atmósfera de forma natural. Esto podría lograrse mediante el despliegue de dispositivos como velas solares o láminas reflectantes que aumenten la resistencia aerodinámica de los desechos y aceleren su desorbitación.