Alrededor de la Tierra hay, aproximadamente, medio millón de escombros orbitales, o basura espacial. Son fragmentos de satélites en desuso, de cohetes, hasta hay herramientas perdidas por los astronautas y meteoroides de origen natural, que son los menos. La órbita baja terrestre lleva años convertida en un vertedero y las agencias espaciales están empezando a preocuparse seriamente por ello.
¿Recordáis ‘Gravity‘? Una reacción en cadena por culpa del impacto de grandes fragmentos de basura espacial llevaba a su protagonista, la astronauta Ryan Stone (interpretada por Sandra Bullock), a una carrera contra el tiempo por su supervivencia. Aquella película llevaba al extremo el efecto Kessler, una teoría propuesta en 1978 y que aseguraba que llegaría un momento en el que la densidad de escombros en baja órbita terrestre (LEO) sería tan intensa, que la probabilidad de que impactaran contra satélites operativos sería muy elevada, generando una cascada de choques y generación de más basura que podría dejar inutilizable esa órbita.
¿Qué es la basura espacial?
La expresión “basura espacial” hace referencia a los escombros que se encuentran en órbita terrestre. Aunque puede haber escombros naturales, como los meteoroides o granos de polvo espacial, éstos suelen orbitar el Sol y su paso por la Tierra es temporal. La basura espacial en realidad engloba todos los fragmentos artificiales, creados por el hombre, desde etapas de cohetes descartadas a los restos de satélites destruidos, bien en colisiones con otros satélites o desde tierra.
En 2013, la NASA calculaba que había más de 500.000 escombros de uno a diez centímetros de diámetro orbitando la Tierra, a unas velocidades superiores a 28.000 km/h. Si hablamos de fragmentos más pequeños de un centímetro, estaríamos hablando directamente de cientos de millones de ellos, y el riesgo que representan para la Estación Espacial Internacional y otras misiones fuera de la atmósfera del planeta hace necesario no sólo un plan para reducirlos, sino un catálogo de todos los objetos que se mueven libremente por allí.
Los inventarios de estos escombros se realizan basándose en su tamaño y la altura de sus órbitas. La gran mayoría de la basura espacial se concentra a entre 750 y 800 kilómetros de altura, y llega hasta los 2.000 kilómetros. Se encuentra en lo que se denomina LEO (baja órbita terrestre) y se genera por explosiones y colisiones entre satélites abandonados y partes descartadas de cohetes que todavía guardan restos de combustible, lo que provoca su destrucción. La variedad de tamaños es, asimismo, muy amplia. Hay escombros orbitales de menos de un milímetro de diámetro y otros mayores que una pelota de tenis, y todos se mueven a elevadas velocidades. Las colisiones entre estos objetos suelen producirse a 10 km/s.
Para catalogar y vigilar la basura espacial, las agencias espaciales están desarrollando programas específicos. La NASA, por ejemplo, tiene en marcha la U.S. Space Surveillance Network, una red a nivel mundial de telescopios ópticos, radares y detectores pasivos de radiofrecuencia que empezó a funcionar en plena Guerra Fría para vigilar la actividad armamentística de la URSS, y que ahora se dedica a buscar, seguir y catalogar los objetos hechos por el hombre en órbita terrestre.
Esta red es capaz de detectar sin problemas los fragmentos que midan más de 10 centímetros de diámetro, mientras los radares en tierra son suficientes para identificar escombros mayores de 3 mm. El problema llega a la hora de vigilar los más pequeños, los que pueden medir, como mucho un milímetro. Ahí, hasta ahora se estaban haciendo estimaciones de su cantidad utilizando los daños causados por sus impactos en naves espaciales regresadas a tierra, como el transbordador espacial.
Por parte de la ESA, en 2009 puso en marcha el programa Space Situational Awareness, cuyo objetivo es estudiar el clima espacial y el entorno entre la Tierra y el Sol, poniendo especial atención en la basura espacial. SSA pretende otorgar a la Agencia Espacial Europea recursos independientes para vigilar la basura espacial y determinar el riesgo que puede suponer para sus misiones. Porque estos escombros son potencialmente peligrosos.
Los riesgos de la basura espacial
La Estación Espacial Internacional, o ISS, cuenta con una guía de actuación en el caso de que pueda verse amenazada por la colisión de un escombro orbital. Dependiendo de lo cerca que pase dicho escombro de ella, y de su tamaño, los controles de misión en Houston y Moscú deciden si se deben tomar acciones evasivas (como elevar la órbita de la ISS, en caso de que haya un riesgo de colisión, o variar su inclinación) o si la tripulación debe dirigirse a la nave Soyuz atracada en el complejo para su uso como “bote salvavidas”, en el caso de que la emergencia fuera muy seria.
Lo mismo ocurre con satélites de observación de la Tierra, de astronomía o de telecomunicaciones en LEO. Sus controladores tienen que estar pendientes de las amenazas que la basura espacial puede representar para ellos y decidir si deben “mover” ligeramente dichos satélites de sus posiciones en órbita para evitar un impacto que puede ser fatal, aunque esa maniobra evasiva implique gastar más combustible del previsto.
Hasta ahora, sin embargo, ha habido pocos accidentes de este tipo. Algunos han sido muy espectaculares, como el choque, en 2009, de un satélite ruso en desuso contra un satélite Iridium operativo, que generó más de 2.000 nuevos escombros orbitales. O el impacto que sufrió un satélite francés, en 1996, de fragmentos de un cohete, también francés, que había explotado en el espacio una década antes. Las ventanas de los transbordadores espaciales tenían que ser cambiadas prácticamente después de cada misión porque lucían impactos de pequeños escombros orbitales, tan pequeños como gotas de pintura.
Cualquier misión espacial a la órbita terrestre tiene que vigilar el potencial riesgo de la basura espacial. La ISS es la que más atención pone a este asunto porque si su integridad estructural se viera comprometida, su tripulación tendría que ser evacuada. Está protegida para soportar los impactos de escombros de hasta un centímetro de diámetro, y si hay riesgo de colisión de fragmentos mayores (y se decide no efectuar una maniobra evasiva), la tripulación se refugia en la nave Soyuz.
En 2012, por ejemplo, la NASA estuvo a punto de elevar su órbita para evitar los impactos de fragmentos de un satélite ruso y de uno indio, mientras la ESA tuvo que realizar una de esas maniobras con su satélite Sentinel 1-A poco después de que fuera lanzado. Algunos de estos escombros han caído también a la superficie de la Tierra. Uno de los últimos casos ocurrió en Murcia, el pasado mes de noviembre, pero donde representan un riesgo mucho mayor es en el espacio.
Los planes de limpieza
Tener millones de escombros orbitales de diferentes tamaños en órbita es un grave problema para las agencias espaciales, y más con la proliferación de países y empresas que tienen la capacidad de llevar al espacio sus propios satélites. Así que, desde ya hace unos años, se están estudiando maneras de eliminar parte de esta basura espacial.
Por ejemplo, se está trabajando para evitar que se generen más escombros llevando, por ejemplo, los satélites que ya no se usen a órbitas cementerio o forzando que algunos caigan de regreso a la Tierra, desintegrándose en la reentrada en la atmósfera. Dejar esos satélites “muertos” en sus órbitas representa un riesgo de que acaben ampliando aún más la basura espacial, pero es también la opción más “barata”. Hasta hace algo más de una década, no era un asunto que preocupara demasiado a sus responsables.
En esta última década, se han propuesto diferentes tecnologías para limpiar, en la medida de lo posible, la órbita terrestre de la basura espacial. La agencia militar estadounidense DARPA estaba estudiando, por ejemplo, un proyecto llamado Phoenix, que añadiría un módulo a satélites en desuso para que pudieran ser reutilizados. La ESA, por su parte, tiene en marcha la iniciativa Espacio Limpio justo para estudiar este aspecto, y en esa iniciativa se encuadra la misión e.Deorbit.
Es un proyecto que está esperando la aprobación de la agencia para convertirse en realidad y que consistiría en un robot que “atraparía” los satélites fallecidos y los desorbitaría, es decir, los enviaría en dirección a la superficie de la Tierra, donde la reentrada controlada en la atmósfera los desintegraría. Y luego están los planes para construir cañones láser que pudieran eliminar los escombros más pequeños.
En todo estos casos, se hacen necesarios planes de financiación para convertir algunas de estas ideas en realidad. La basura espacial es un problema serio y, aunque se está empezando a buscar soluciones, aún falta mucho trabajo por hacer.
Imagen | ESA, Steve Jurvetson.
