Tendencias Científicas
Recreación artística de residuos en la órbita terrestre basado en datos actuales. El tamaño de los residuos ha sido aumentado para hacerlos más visibles. Fuente: ESA.
Nuestra especie no solo está ensuciando la Tierra con consecuencias devastadoras ya bien conocidas, sino que además ensucia el espacio, cada vez más. La basura espacial es ya un peligro constante para los alrededor de 1.000 satélites activos que actualmente hay en órbita, y que pueden chocar con ella.
Por ejemplo, en febrero de 2009, la falta de un sistema eficaz de alerta temprana llevó a la costosa colisión del satélite de comunicaciones Iridium 33 con un gran trozo de basura espacial, que destruyó el satélite y provocó muchos miles de nuevas piezas de desechos orbitales.
En general, la basura espacial incluye satélites no operativos, restos de cohetes, pequeñas piezas o partículas que se desprenden de todos estos aparatos. Si se tiene en cuenta que, sobrevolando la Tierra a una velocidad de 7.5 km/s, incluso un tornillo de apenas dos centímetros de diámetro sería lo suficientemente “letal” como para destruir un satélite, se puede calcular la envergadura del problema.
El coste de la solución, ha estimado la Unión Europea, podría rondar los 100.000 millones de euros. Sin embargo, perder los satélites tendría para la economía en su conjunto un impacto superior en varios órdenes de magnitud. Sería una pérdida para la sociedad con consecuencias graves.
Protección por láser
Se han propuesto varias tecnologías para remediar esta situación. Las mentes de los científicos han generado multitud de posibilidades, desde los robots destinados a reparar satélites "sobre el terreno" reutilizando piezas de otros (para así reducir desechos) propuestos por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA) de Estados Unidos, a los cargueros de la Agencia Espacial Europea (cuya implantación está prevista para 2015) o ciertas redes de pesca propuestas en Japón.
Otra de las posibilidades se fundamenta en la tecnología láser. En 2011, la NASA ya propuso la construcción de una estación de láser que cumpliría la función de alterar la trayectoria de la basura espacial, una propuesta que está ganando adeptos con el tiempo.
En esta dirección se ha enfocado el proyecto CLEANSPACE (“Small debris removal by laser illumination and complementary technology”) de la UE, cuyo objetivo principal ha sido definir una arquitectura global de vigilancia, identificación y seguimiento de la basura espacial. Además, el proyecto contempla la creación de un sistema de protección por láser que funcionaría desde la Tierra.
CLEANSPACE lleva ya en marcha tres años y concluye este mes. En este tiempo, ha estudiado la aplicación de dicha tecnología láser para eliminar y redirigir la basura espacial pequeña, que es la más problemática para los satélites en órbita.
Cómo funcionaría
Según ha explicado el Dr. Christophe Jacquelard, coordinador del proyecto CLEANSPACE en una entrevista publicada por la agencia de noticias de la UE, Cordis, la tecnología láser permitiría modificar la trayectoria de la basura espacial desde nuestro planeta.
Para conseguir este efecto, los científicos han estado estudiando la interacción entre láser y materia en el vacío, y han desarrollado herramientas de simulación con las que evaluar la modificación de la trayectoria en una o múltiples pasadas de láser.
El sistema funcionaría así: transmitiría, con cada disparo láser, un impulso muy leve a la basura espacial, eliminando una capa muy fina de su superficie. Emitiendo miles de disparos de láser de este tipo, reduciría además la velocidad de la basura, que acabaría por caer a una órbita más baja.
Por tanto, el láser cambiaría la trayectoria de determinado objeto, evitando así su colisión con elementos valiosos de la infraestructura espacial. Al mismo tiempo, permitiría eliminar los restos no deseados, porque la nueva trayectoria provocaría su reentrada en la atmósfera, con la consecuente desintegración.
Por ejemplo, en febrero de 2009, la falta de un sistema eficaz de alerta temprana llevó a la costosa colisión del satélite de comunicaciones Iridium 33 con un gran trozo de basura espacial, que destruyó el satélite y provocó muchos miles de nuevas piezas de desechos orbitales.
En general, la basura espacial incluye satélites no operativos, restos de cohetes, pequeñas piezas o partículas que se desprenden de todos estos aparatos. Si se tiene en cuenta que, sobrevolando la Tierra a una velocidad de 7.5 km/s, incluso un tornillo de apenas dos centímetros de diámetro sería lo suficientemente “letal” como para destruir un satélite, se puede calcular la envergadura del problema.
El coste de la solución, ha estimado la Unión Europea, podría rondar los 100.000 millones de euros. Sin embargo, perder los satélites tendría para la economía en su conjunto un impacto superior en varios órdenes de magnitud. Sería una pérdida para la sociedad con consecuencias graves.
Protección por láser
Se han propuesto varias tecnologías para remediar esta situación. Las mentes de los científicos han generado multitud de posibilidades, desde los robots destinados a reparar satélites "sobre el terreno" reutilizando piezas de otros (para así reducir desechos) propuestos por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA) de Estados Unidos, a los cargueros de la Agencia Espacial Europea (cuya implantación está prevista para 2015) o ciertas redes de pesca propuestas en Japón.
Otra de las posibilidades se fundamenta en la tecnología láser. En 2011, la NASA ya propuso la construcción de una estación de láser que cumpliría la función de alterar la trayectoria de la basura espacial, una propuesta que está ganando adeptos con el tiempo.
En esta dirección se ha enfocado el proyecto CLEANSPACE (“Small debris removal by laser illumination and complementary technology”) de la UE, cuyo objetivo principal ha sido definir una arquitectura global de vigilancia, identificación y seguimiento de la basura espacial. Además, el proyecto contempla la creación de un sistema de protección por láser que funcionaría desde la Tierra.
CLEANSPACE lleva ya en marcha tres años y concluye este mes. En este tiempo, ha estudiado la aplicación de dicha tecnología láser para eliminar y redirigir la basura espacial pequeña, que es la más problemática para los satélites en órbita.
Cómo funcionaría
Según ha explicado el Dr. Christophe Jacquelard, coordinador del proyecto CLEANSPACE en una entrevista publicada por la agencia de noticias de la UE, Cordis, la tecnología láser permitiría modificar la trayectoria de la basura espacial desde nuestro planeta.
Para conseguir este efecto, los científicos han estado estudiando la interacción entre láser y materia en el vacío, y han desarrollado herramientas de simulación con las que evaluar la modificación de la trayectoria en una o múltiples pasadas de láser.
El sistema funcionaría así: transmitiría, con cada disparo láser, un impulso muy leve a la basura espacial, eliminando una capa muy fina de su superficie. Emitiendo miles de disparos de láser de este tipo, reduciría además la velocidad de la basura, que acabaría por caer a una órbita más baja.
Por tanto, el láser cambiaría la trayectoria de determinado objeto, evitando así su colisión con elementos valiosos de la infraestructura espacial. Al mismo tiempo, permitiría eliminar los restos no deseados, porque la nueva trayectoria provocaría su reentrada en la atmósfera, con la consecuente desintegración.
Activo en una década
Tras la finalización del proyecto, Jacquelard calcula que esta estación láser terrestre capaz de eliminar basura espacial pequeña estará en funcionamiento en el plazo de diez años.
El desarrollo del sistema se haría en dos fases. En la primera, se darían los pasos tecnológicos necesarios: “el desarrollo del láser, la integración de varias tecnologías en un prototipo de demostración, la creación de una red preliminar de monitorización y catalogación de basura espacial y la puesta en práctica de las políticas pertinentes”, explica Jaquelard.
En una segunda fase, se construiría la estación LDR (de “eliminación de basura con láser” o “laser debris removal”); se fabricaría el láser de alta energía, el telescopio necesario, y ciertos componentes ópticos. Todo ello se integraría en la estación.
En el proyecto CLEANSPACE de la UE están participando empresas y grupos de investigación de cuatro países europeos: Alemania, Francia, Polonia y España. En nuestro país, ha participado el grupo de Física y Cristalografía de Materiales y Nanomateriales FiCMA-FiCNA, del centro de investigación en Ingeniería de Materiales y micro/nanoSistemas EMaS de la Universidad Rovira i Virgili de Cataluña, según ha publicado la propia UVR.
Otras soluciones
La Agencia Espacial Europea (ESA) también se afana por mantener limpio el espacio. Uno de los últimos pasos que ha dado en esta dirección ha sido la instalación de un radar de ensayo en Madrid, destinado a la vigilancia de fragmentos de basura espacial.
El pasado mes de febrero, la ESA publicaba que este radar ya está funcionando por encima de las expectativas, demostrando su capacidad para detectar objetos en órbita baja.
La posibilidad de emitir alertas de colisión, a partir de estas detecciones, podría mejorar significativamente la seguridad de los satélites europeos en órbitas medias y bajas. La instalación es capaz, en concreto, de detectar objetos de aproximadamente un metro.
Por otra parte, investigadores de la Universidad de Curtin, en Australia Occidental, propusieron en 2013 utilizar uno de los tres telescopios primarios del proyecto Square Kilometre Array –el instrumento de observación radioastronómica más sensible jamás construido, cuya culminación está prevista para 2020-, para detectar las ondas de radio reflejadas por miles de objetos que orbitan alrededor de la Tierra.
En pruebas realizadas, el sistema permitió el año pasado rastrear ondas de radio de transmisores de FM situados cerca de Perth y Geraldton rebotando en la Estación Espacial Internacional a su paso por Australia Occidental, a unos 500 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. De la misma forma, se prevé, podría detectar una parte significativa de toda la basura especial.
Pero la solución más obvia y tal vez barata parece la propuesta por expertos participantes en la mayor conferencia sobre basura espacial jamás celebrada en Europa, la 6º Conferencia Europea sobre Basura Espacial celebrada en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt (Alemania), en abril del año pasado.
En el encuentro se señaló que “las futuras misiones espaciales deberán ser sostenibles, y contemplar una forma segura de eliminación del satélite una vez completadas”.
Tras la finalización del proyecto, Jacquelard calcula que esta estación láser terrestre capaz de eliminar basura espacial pequeña estará en funcionamiento en el plazo de diez años.
El desarrollo del sistema se haría en dos fases. En la primera, se darían los pasos tecnológicos necesarios: “el desarrollo del láser, la integración de varias tecnologías en un prototipo de demostración, la creación de una red preliminar de monitorización y catalogación de basura espacial y la puesta en práctica de las políticas pertinentes”, explica Jaquelard.
En una segunda fase, se construiría la estación LDR (de “eliminación de basura con láser” o “laser debris removal”); se fabricaría el láser de alta energía, el telescopio necesario, y ciertos componentes ópticos. Todo ello se integraría en la estación.
En el proyecto CLEANSPACE de la UE están participando empresas y grupos de investigación de cuatro países europeos: Alemania, Francia, Polonia y España. En nuestro país, ha participado el grupo de Física y Cristalografía de Materiales y Nanomateriales FiCMA-FiCNA, del centro de investigación en Ingeniería de Materiales y micro/nanoSistemas EMaS de la Universidad Rovira i Virgili de Cataluña, según ha publicado la propia UVR.
Otras soluciones
La Agencia Espacial Europea (ESA) también se afana por mantener limpio el espacio. Uno de los últimos pasos que ha dado en esta dirección ha sido la instalación de un radar de ensayo en Madrid, destinado a la vigilancia de fragmentos de basura espacial.
El pasado mes de febrero, la ESA publicaba que este radar ya está funcionando por encima de las expectativas, demostrando su capacidad para detectar objetos en órbita baja.
La posibilidad de emitir alertas de colisión, a partir de estas detecciones, podría mejorar significativamente la seguridad de los satélites europeos en órbitas medias y bajas. La instalación es capaz, en concreto, de detectar objetos de aproximadamente un metro.
Por otra parte, investigadores de la Universidad de Curtin, en Australia Occidental, propusieron en 2013 utilizar uno de los tres telescopios primarios del proyecto Square Kilometre Array –el instrumento de observación radioastronómica más sensible jamás construido, cuya culminación está prevista para 2020-, para detectar las ondas de radio reflejadas por miles de objetos que orbitan alrededor de la Tierra.
En pruebas realizadas, el sistema permitió el año pasado rastrear ondas de radio de transmisores de FM situados cerca de Perth y Geraldton rebotando en la Estación Espacial Internacional a su paso por Australia Occidental, a unos 500 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. De la misma forma, se prevé, podría detectar una parte significativa de toda la basura especial.
Pero la solución más obvia y tal vez barata parece la propuesta por expertos participantes en la mayor conferencia sobre basura espacial jamás celebrada en Europa, la 6º Conferencia Europea sobre Basura Espacial celebrada en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt (Alemania), en abril del año pasado.
En el encuentro se señaló que “las futuras misiones espaciales deberán ser sostenibles, y contemplar una forma segura de eliminación del satélite una vez completadas”.
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