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16 de Abril de 2021
Espacio

¿Qué hacemos con la basura espacial?

Aunque se han desarrollado algunas técnicas prometedoras, no existe una solución integral para eliminar los residuos espaciales que amenazan con saturar las órbitas bajas.

La acumulación de chatarra en órbita supone un problema creciente que deberíamos abordar cuanto antes. [iStock/johan63]

Delante de nuestras narices (o más bien sobre nuestras cabezas) se está desarrollando la «tragedia de los bienes comunes» de la era espacial, y aún no existe consenso sobre cómo ponerle fin. El ser humano lleva más de medio siglo lanzando cada vez más objetos a las órbitas terrestres bajas. Y sin demasiadas restricciones que limiten los nuevos lanzamientos a ese entorno cada vez más atestado, la actitud predominante ha sido incesantemente permisiva: en órbita, parece que siempre hay sitio para uno más.

Tras tantas décadas de acumulación de veloces residuos, en forma de etapas de cohetes gastadas, tornillos y trozos de pintura extraviados, desechos de motores cohete de propulsante sólido, satélites muertos o moribundos y fragmentos dispersos procedentes de las pruebas con misiles antisatélite (todos los cuales podrían dañar o destruir otros aparatos), las órbitas terrestres bajas están finalmente cerca de volverse demasiado concurridas.

Además, el problema está a punto de empeorar debido al auge de las «megaconstelaciones» formadas por miles de satélites, como Starlink, una red de Internet de banda ancha desplegada por la compañía SpaceX. Y ese no es más que uno de entre muchos proyectos similares: ya se está desplegando otra megaconstelación de una empresa llamada OneWeb, y el proyecto Kuiper de Amazon pretende crear una de hasta 3200 satélites en un futuro próximo.

A medida que ha ido aumentando la congestión, también lo han hecho los acercamientos peligrosos entre los objetos en órbita. La Estación Espacial Internacional, por ejemplo, ajusta regularmente su trayectoria para evitar residuos que podrían suponer un riesgo. Peor aún, ha habido un repunte en la amenaza de impactos frontales capaces de generar desechos peligrosos que agravarían la ya de por sí mala situación. Pensemos en el choque que tuvo lugar en febrero de 2009 entre un satélite ruso Cosmos inactivo y una nave comercial de la empresa Iridium, que produjo una enorme cantidad de escombros.

Según Donald Kessler, científico jubilado de la NASA dedicado a la investigación de los residuos orbitales, encontrar la forma de eliminar al menos una parte de toda esa chatarra espacial debería constituir un objetivo prioritario a nivel mundial. A finales de los años 70, este investigador pronosticó un posible escenario que ha sido bautizado como síndrome de Kessler: a medida que aumenta la densidad de basura espacial, podría desencadenarse una serie de colisiones en cascada que generen desechos y que, en última instancia, hagan las órbitas terrestres demasiado peligrosas para sustentar la mayor parte de las actividades espaciales.

Los residuos espaciales más pequeños también pueden causar daños importantes. Esta imagen muestra el resultado de un impacto de laboratorio entre una esfera de aluminio de 1,2 cm de diámetro que viajaba a casi 7 kilómetros por segundo y un bloque de 18 cm de espesor del mismo material. [<a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2009/02/Hypervelocity_impact_sample">ESA</a>]

«La comunidad científica está de acuerdo en que hemos alcanzado un punto de inflexión, donde los desechos seguirían aumentando incluso si cesaran todos los lanzamientos», asegura Kessler. «Parece que hace falta una colisión como la de los satélites Cosmos e Iridium para captar la atención de todo el mundo. A eso se reduce todo... y es algo que ya debería haber sucedido.»

En cuanto al síndrome de Kessler, «ya ha comenzado», afirma el experto en residuos espaciales. «No dejan de producirse colisiones, menos dramáticas y a una escala más pequeña», añade.

Demostraciones técnicas

El aciago escenario predicho por Kessler ha hecho que surjan un buen número de posibles métodos para eliminar los residuos: se han propuesto redes, disparos con un láser, arpones, enormes bolas de espuma, ráfagas de aire, cables conductores y velas solares (así como brazos y tentáculos robóticos para recoger los desechos) como soluciones para retirar nuestra basura orbital.

Un nuevo actor en la lucha contra esta preocupante situación es la misión de Demostración de Servicios al Final de la Vida Útil de Astroscale (ELSA-d), lanzada recientemente. ELSA-d es una misión de dos satélites desarrollada por Astroscale, una empresa de servicios satelitales con sede en Japón: consta de un satélite «prestador de servicios» diseñado para recoger los residuos en órbita de forma segura y de un «cliente» que hace las veces de objeto de interés. El proyecto pretende mostrar un sistema magnético capaz de capturar objetos estables o incluso descontrolados, ya sea para retirarlos o para repararlos en órbita. Tras un programa de pruebas de varias fases, ambos satélites saldrán juntos de su órbita y se desintegrarán durante su abrasadora reentrada a la atmósfera terrestre.

Recreación del funcionamiento de ELSA-d, una misión para poner a prueba un sistema de retirada de basura orbital desarrollado por una empresa privada. [Astroscale]

Ahora mismo, ELSA-d está dando vueltas en una órbita terrestre. La misión se lanzó el 22 de marzo por medio de un cohete ruso Soyuz, que aprovechó para enviar al espacio muchos otros satélites. Tras el despegue, el fundador y director general de Astroscale, Nobu Okada, declaró que ELSA-d demostrará su capacidad para eliminar desechos e «impulsará cambios legislativos y potenciará el modelo de negocio de los servicios de eliminación de residuos, ya sea operativos o al final de su vida útil». El lanzamiento supone un paso hacia la consecución de un «desarrollo seguro y sostenible del espacio que redunde en beneficio de las generaciones futuras», sostuvo.

Aunque ELSA-d y otras demostraciones técnicas de esa índole constituyen avances incuestionables hacia la eliminación de los residuos orbitales, tampoco debemos pensar que son la panacea. Pese a sus modestos éxitos, tales misiones no están logrando abordar el dinámico dilema en ciernes y la proliferación de la basura espacial no deja de aumentar.

¿Una solución integral?

«Desde mi punto de vista, la mejor solución para lidiar con la basura espacial es no generarla», subraya T. S. Kelso, científico de CelesTrak, un grupo de análisis que vigila los objetos que orbitan en torno a la Tierra. «Como cualquier cuestión medioambiental, es más fácil y mucho menos caro prevenir la contaminación que limpiarla después. Hay que dejar de abandonar los objetos en su órbita una vez que han completado su misión.»

Sencillamente, no existe una solución integral para el problema de la basura espacial, asegura Kelso. Retirar los grandes armazones de los cohetes es una tarea muy distinta a eliminar una masa equivalente formada por muchos objetos pequeños que giren en una variedad de órbitas, observa. Mientras, las innovaciones de empresas como SpaceX están reduciendo drásticamente los costes de lanzamiento, lo que abre las puertas a la llegada de muchos más satélites a las órbitas terrestres bajas, donde es inevitable que algunos fallen y se conviertan en peligros a la deriva capaces de generar desechos (a no ser que los retire algún remolcador espacial como ELSA-d). «Muchos de esos operadores están empezando a comprender la dificultad que entraña seguir esquivando el creciente número de residuos.»

La chatarra espacial abarca desde nanopartículas hasta satélites enteros, como el Envisat de la Agencia Espacial Europea, que es del tamaño de un autobús de dos pisos y encabeza todas las listas de objetos a eliminar, según Alice Gorman, arqueóloga espacial y experta en basura espacial de la Universidad Flinders, en Australia.

Los técnicos de la ESA trabajan en el satélite Envisat, antes de su lanzamiento en marzo de 2002. Hoy en día este enorme aparato permanece inactivo en su órbita. [<a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2002/02/ENVISAT_satellite_integration2">ESA/A. Van Der Geest</a>]

También hay objetos como los pesos empleados para reducir el giro de los satélites, que son bloques sólidos de metal, o las mantas térmicas, delgadas como el papel. «Pueden causar daños de diversos tipos y quizá sean necesarias distintas estrategias para eliminarlos. No hay forma de conseguirlo con un método universal», opina Gorman.

El principal riesgo, continúa Gorman, lo representan las partículas que miden entre 1 y 10 centímetros. «Hay muchas más que naves espaciales enteras inactivas, y la probabilidad de que produzcan una colisión es mucho mayor», detalla. «Es posible que los residuos de este tamaño no causaran una desintegración catastrófica, pero no hay duda de que chocar con ellos puede dañar los satélites activos y crear nuevos desechos.»

En cuanto a las megaconstelaciones de satélites, a Gorman le preocupan sus efectos en un entorno orbital cercano a la Tierra que ya está congestionado. «También sabemos que la dinámica orbital puede ser imprevisible», añade. «Me gustaría que algunos de los operadores de esas megaconstelaciones publicaran sus modelos de colisiones a largo plazo, conforme se lancen más y más satélites.»

Es indudable que la eliminación activa de residuos orbitales supone un reto técnico, afirma Gorman. «Sin embargo, el gran problema es que cualquier tecnología eficaz que sirva para eliminar los desechos existentes también se podría usar como arma antisatélite», advierte. «Esa es otra caja de Pandora que requiere diplomacia y negociación y, lo más importante, confianza a nivel internacional.»

De hecho, la posibilidad de aproximarse a las naves espaciales en órbita y realizar tareas de mantenimiento o sabotaje ha despertado un notable interés en los últimos años entre los estrategas militares, señala Mariel Borowitz, profesora en la Escuela de Asuntos Internacionales Sam Nunn del Instituto de Tecnología de Georgia. «Esas técnicas avanzan rápidamente y podrían usarse para actividades espaciales pacíficas o para hacer la guerra en el espacio», previene. «Dada la doble naturaleza de sus capacidades, es imposible saber con certeza cómo se utilizarán en un momento dado.»

La huella del tráfico espacial

Por ahora, según Moriba Jah, experto en residuos orbitales de la Universidad de Texas en Austin, el modelo de negocio de la eliminación de basura espacial no es monetizable y está más cerca de una «charla de PowerPoint» que de un mercado real.

«Creo que la gente confía en que los Gobiernos tengan el sentido común de ayudar a crear y establecer un mercado para que las empresas se dediquen a este tipo de actividades», señala Jah. Para que eso ocurra, considera que los países que desarrollan actividades espaciales deberían acordar que el espacio cercano a nuestro planeta es un ecosistema como la tierra, el aire y los océanos. «No es infinito, así que requiere protección ambiental», defiende.

Jah tiene en mente una medida de la sostenibilidad espacial semejante a la huella de carbono. «Llamémosla "huella del tráfico espacial"», propone. «Necesitamos una forma de cuantificar en qué momento una "autopista orbital" se satura de tráfico y ya no podemos usarla. Entonces se puede ofrecer una recompensa por los residuos y discutir su eliminación no consensuada. Tal vez se imponga una penalización al propietario del objeto inactivo que está ocupando parte de una órbita. Eso sin duda podría dar lugar a un mercado donde prosperen las técnicas de retirada de objetos espaciales.»

También hace falta un esquema de clasificación para los objetos presentes en el espacio. De acuerdo con Jah, una taxonomía así ayudaría a determinar el tipo de técnicas requeridas para eliminar distintas clases de basura orbital.

En cuanto al panorama general, Jah considera que se reduce a una cuenta muy simple: el ritmo de lanzamientos es mayor que el ritmo al que los objetos espaciales reingresan en la atmósfera terrestre. «No es un balance energético demasiado bueno», lamenta.

Por desgracia, prosigue Jah, la reacción de los responsables políticos ante este problema sigue siendo muy lenta. Al fin y al cabo, aunque los sucesos como la colisión de 2009 entre los satélites Cosmos e Iridium generan cantidades ingentes de desechos, son bastante inusuales... por ahora.

«Tal y como yo lo veo, esa colisión de 2009 fue el equivalente de lo que ocurrió en el Titanic, cuando los pasajeros sintieron el impacto contra un iceberg, pero luego la orquesta siguió tocando en la cubierta», compara Jah. «En lo referente a los residuos orbitales peligrosos, las cosas ya van por mal camino porque no hemos cambiado nuestra manera de actuar.»

Leonard David     

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