NeoFronteras

Proponen una solución para la basura espacial

Área: Espacio — lunes, 28 de marzo de 2011

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

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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.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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14 Comentarios

  1. Xurxo:

    Ya había leído la noticia, y comentado en mi blog, y ya entonces me surgió una duda: según tengo entendido, el objetivo es alterar la órbita del objeto para que caiga sobre la atmósfera y se queme; ¿es posible realmente calcular que en su nueva trayectoria no colisione con ningún satélite (u otro objeto-basura, produciendo nuevos objetos descontrolados)?

  2. NeoFronteras:

    No, la idea es evitar choques que creen más chatarra. Si se ve que un trozo va a chocar contra algo se le desvía, pero no se le hace caer.
    La idea es que el número de objeto no crezca y como todos terminan por caer tarde o temprano debido a la fricción con la atmósfera…

  3. Nemo:

    Para el futuro, parece que lo más sencillo sería obligar a que todo satélite lleve un pequeño motor que le frene hasta bajar unos pocos kilómetros su órbita, de manera que quede fuera de las más transitadas, como la geoestacionaria y otras sincrónicas. Sencillo pero difícil, en otro nivel, por la capacidad de hacerlo cumplir.

  4. NeoFronteras:

    Para la geosincrónica ya hay una legislación al respecto, porque es tan estrecha que si hay un pequeño problema se acabó lo que se daba.

  5. Miguel Angel:

    Se nos puede quedar cara de tontos en cualquier momento… se podría dar el caso en un futuro próximo de que lanzásemos una misión para evitar el impacto con un asteroide o similar y que fracasase por culpa de una o varias de estas colisiones.
    Si hablamos del peligro de un fragmento de pintura a 10 km/seg, no hablemos de un fragmento metálico de 4 cm de diámetro a la misma velocidad.

    El proyecto tiene una cosa muy interesante: el presupuesto, me ha sorprendido gratamente (mas bien debvería decir que no me lo llego a creer).

    Abrazos para nuestros hermanos japoneses, tan estoicos y ordenados hasta en la catástrofe.

  6. Miguel Angel:

    Imaginaos la cara de tontos que se nos quedaría si en un futuro lanzamos una misión para desviar un asteroide en trayectoria de colisión y la misión fracasa por uno o varios impactos de basura…
    Lo que me ha sorprendido especialmente es el presupuesto, tan omdesto que no me lo acabo de creer.

    Mucho ánimo para nuestros hermanos japoneses, estoicos y ordenados hasta en el infierno: deberíamos tomar nota los hispanos que somos mucho mas teatreros.

  7. Miguel Angel:

    Disculpas por haber repetido el mensaje: según mi navegador el primero no había entrado.

  8. tomás:

    Imagino que debe ser muy difícil detectar desde la superficie un objeto de unos centímetros o milímetros y, siendo su peligrosidad tan elevada, me parece más útil un satélite con su vela, provisto de radar y de energía para hacer caer todo aquello que represente un peligro. Quizá la discriminación deba partir de tierra, por lo que se precisaría personal fijo. Será caro, pero necesario. El riesgo creado en tan poco tiempo es tremendo. Quien lance un satélite habrá de pagar una parte del gasto. No veo otra solución efectiva. Todo lo demás son tiritas para un cáncer. Como sigamos así, llegará un momento que las caídas serán tan numerosas que serán un peligro directo para los seres humanos; creo que ya ha habido algún caso de un objeto que impactó en una casa.
    Me planteo lo siguiente: Sé que lanzar hacia fuera ha de ser más caro porque hay que vencer la gravedad, en vez de ayudarse de ella. También es una circunstancia en contra el rozamiento contra la muy difusa atmósfera a esas alturas. Pero tenemos a favor que la velocidad del objeto es mayor cuanto más cerca está de la Tierra. Si el empujón fuese hacia el exterior, al mantener o incluso incrementar ligeramente su velocidad podría llevarlo hacia el Sol que sería el basurero ideal. Se precisa más energía, pero esta puede ser casi gratuita con las velas solares.
    Saludos.

  9. joabbl:

    Lo siento, pero tampoco me creo que algo así (si es posible) sea barato. Imagino que el estudio es serio, pero detectar chatarra de unos pocos cm desde la Tierra y desviarla con un rayo láser de 5 kw desde el polo norte me suena a ocurrencia. Los satélites están a varios cientos de km de la superficie terrestre. El rayo tendría que atravesar toda la atmósfera y cientos de km de espacio. ¿Todavía le llegaría algún fotón al tornillo?. Me da la impresión de que en esta época de recorte de gastos que nos ha tocado vivir hay gente que se dedica a vender duros a pesetas, pero bueno, tal vez sea cierto. Aún así, apostaría que, por lo razón que sea, esto nunca se llevará a la práctica como tantas otras ideas. Como bien se dice en el artículo, hasta que no ocurra algo serio nada de nada.

    Saludos

  10. joabbl:

    Por cierto, observo que los comentarios salen con la hora invernal (una hora de menos). ¿Soy yo que he viajado al pasado?

  11. NeoFronteras:

    Estimado joabbl:
    NeoFronteras ya está en horario de verano.

  12. tomás:

    Estimado joabbl: No sé si tu comentario se refiere al mío anterior, aunque creo que no. A mí también me parece poca la potencia de ese láser, pero supongo que se ha calculado sólo para desviar muy poco algo que es un peligro. Pienso que no uno, sino varios satélites serían necesarios y habrían de actuar como los barrenderos de las ciudades. El único problema es diferenciar -cuando el objeto es grande, claro- entre algo en servicio y la basura.
    Sinceramente creo y por ello insisto en que ese apañito no servirá para nada y quedará anulado por la continua producción de basura. Por poner un ejemplo, es como si ese barrendero de la ciudad se dedicara, sin utilizar escoba o cepillo, a recoger a mano colillas o piedrecitas.
    Un saludo.

  13. Diego Tentor:

    Propongo que los científicos españoles, cuya cultura tiene experiencia con los toros, idee algun sistema de satélites con cintura y que les haga Oleee!! a los trocitos que andan dando vueltas por ahi.

  14. carlos:

    Cuando era niño había una pequeña(capítulos de 30 minutos)serie televisiva americana en clave de humor que se llamaba “LA ESCOBA ESPACIAL”.
    La protagonista era una nave con una enorme boca delantera que se tragaba la basura espacial que rodeaba la Tierra. Dentro vivía una tripulación no muy afortunada y a la que le pasaban pequeñas aventuras divertidas. Era el futuro….

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