NeoFronteras

Un láser de mediana potencia podría desviar trozos de basura espacial por simple transferencia de cantidad de movimiento.

Dependemos de ellos para situarnos geográficamente, para saber el tiempo que hará mañana, para comunicarnos con personas al otro lado del globo, para estudiar el avance del calentamiento global, para ver el estado de las cosechas, sequías el alcance de los desastres naturales o también para espiar posiciones militares o estratégicas… Son los satélites artificiales. Pero esta dependencia tiene un factor de riesgo que puede poner en dificultades a la civilización moderna. Los satélites pueden dejar de funcionar si reciben el impacto de cualquier trocito de basura espacial. A veces los propios satélites, una vez alcanzado el final de su vida útil, se convierten en basura o chatarra espacial.
La basura espacial puede estar compuesta por restos de cohetes y piezas de satélites, hay miles de ellos, incluso una mota de pintura a 10 km/s puede representar una seria amenaza.
En 2009 un satélite ruso Cosmos 2251 en desuso impactó a 800 Km de altura contra un satélite Iridium de comunicaciones destruyéndolo al instante y creando aún más basura espacial. Sólo este incidente aislado creo 1700 piezas más de desperdicios espaciales y aumentó el total de basura espacial en un 20%. Dos años antes el gobierno chino hizo impactar un arma antisatélite contra un satélite propio a esa misma altura produciendo aún más basura espacial (incidente Fengyun) que la que ya había entonces.
Da la impresión de que allí donde llega el ser humano, de un modo u otro, lo llena de basura, sea el Everest, el océano Pacífico o el “vacío” espacial.
Los modelos computacionales sugieren que en las órbitas más populares (situadas entre los 800 y 1000 Km de altura) el ritmo al que los desperdicios son creados a través de colisiones es superior al ritmo al que estos desperdicios caen a la superficie. Es decir, aunque no se lanzasen más satélites al espacio, la cantidad de basura espacial aumentaría de todos modos. Es lo que se ha venido en llamar el síndrome Kessler, que podrían hacer el espacio cercano a la Tierra fuera inhabitable para satélites algún día. El problema fue identificado por el científico de la NASA Don Kessler en 1978.
La vida tal y como la conocemos se mantiene gracias a los satélites. Pero puede llegar el momento en el que llenemos de tanta basura el espacio cercano a la Tierra, especialmente en órbita baja, que una reacción en cadena de colisiones y creación de aún más basura nos deje sin satélites y cubiertos por un escudo que nos impida abandonar la superficie de nuestro planeta o lanzar más satélites.
Se han propuesto numerosas ideas para eliminar esta basura espacial, incluidos robots y otras soluciones igualmente caras. También se ha sugerido el uso de velas solares, pero hasta el momento lo único que se ha hecho es vigilar por dónde va esa basura. Básicamente es una tragedia de los bienes comunales en la que nadie protege un bien común que todos explotan. Y es que eliminar basura espacial es tremendamente caro.
Si algún día (es sólo cuestión de tiempo) uno de estos incidentes liquida a los miembros de una misión tripulada (o algún millonario turista espacial) probablemente se preste más atención a este problema y se arbitren soluciones.
Una de las soluciones propuestas en el pasado consistía en el uso de un láser de gran potencia que vaporizaría la superficie de los objetos de basura espacial a los que se apuntase. Esto produciría un retroceso del objeto que evitaría una colisión. Pero los temores de que algo así fuera usado como arma levantaron preocupación.
Ahora un grupo de la NASA propone un método sencillo y barato para reducir el riesgo. Bastaría un cañón láser de mediana potencia que podría ser dirigido a estos objetos y desviarlos para que no colisionen con otros satélites.
James Mason propone que no hace falta el uso de un láser ultrapotente para este problema. En su lugar sugiere el uso de un láser de unos pocos kilovatios. La idea es que la luz que caiga sobre el objeto cambie, aunque sólo sea un poco, el momento lineal de un trozo de basura espacial y éste se aparte lo suficiente de la trayectoria que lleve. Se podría vigilar el cielo en busca de esta basura partiendo de la base de datos de radar para objetos de más de 5 cm ya existente y calcular las probabilidades de colisión. El láser estaría acoplado al mismo telescopio de vigilancia y sería disparado durante el tiempo suficiente para cumplir la tarea. La iluminación tendría que darse justo al poco de que el objeto diana subiera por el horizonte y se pararía antes de que llegase a su punto más alto. El procedimiento se podría repetir varios días seguidos hasta que el riesgo de colisión se redujese hasta valores despreciables.
Según el modelo computacional de Mason y sus colaboradores, el riesgo de colisión se puede reducir significativamente con el uso de un láser comercial de 5 o 10 kW montado sobre un telescopio de 1,5 metros ubicado cerca del polo, ya que muchos objetos tienen órbitas polares. El equipamiento incluiría óptica adaptativa (ya desarrollada para la Astronomía) y otros tipos de instrumental convencional. El costo de la instalación sería de sólo 10 millones de dólares y el sistema de prueba sólo 1 millón de dólares. Según sus cálculos este sistema podría invertir la tendencia hacia el síndrome de Kessler en unas pocas décadas.
Sin embargo, William Marshall también de la NASA apunta a que hay varias incertidumbres en el modelo de Mason. Una de ellas es la naturaleza del objeto en órbita. Para probar la validez del sistema habría que usar uno de esos láseres en algún telescopio en uso y ver si la idea funciona.
El propio Kessler (ahora consultor privado sobre basura espacial) ha dicho: “anima ver nuevas ideas para evitar el aumento de la población de basura orbital”. Pero añade que un láser de unos pocos kilovatios sólo puede alterar la trayectoria de objetos pequeños, pero no la de los grandes y que, por tanto, no es una solución definitiva.
William Priedhorsky, de Alamos National Laboratory, usando una analogía médica, ha dicho que el sistema no es una cura a la enfermedad pero permite controlarla.
Hugh Lewis, de Southampton University, da la bienvenida a la idea con cierta cautela y cree que cualquier método que trate el problema de la basura espacial tiene que ser tomado en consideración.
El problema fundamental es que si no hay potencia el efecto es mínimo, pero a mayor potencia más posibilidades hay de usar algo así como arma para inutilizar satélites.
Pero EEUU y China ya tienen este tipo de tecnología como arma antisatélite. Según dice Mason “sería posible realizar una prueba de demostración a coste cero usando las capacidades del Starfire Optical Range en Kirtland AFB».
Además del síndrome Kessler, se podría enunciar una nueva ley (similar a la de la entropía) que dijera que la cantidad de estupidez siempre aumenta sobre la faz de la Tierra según aumenta la cantidad de gente sobre ella. Que haya un problema tan grave como el de la basura espacial y que podamos comprobar que no se hace nada para evitarlo (e incluso que se realicen acciones que lo agravan) podría ser una prueba empírica (de las muchas) que avalarían tal ley.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3444

Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.
Noticia en Physics World.
Noticica en Nature.