Está la chatarra espacial cerca del umbral de una multiplicación exponencial automática?

Al igual que una colisión entre dos vehículos en una autopista con tráfico muy denso puede provocar una colisión en cadena entre muchos otros vehículos, podrían ser destrozados muchos satélites en un periodo de tiempo relativamente corto si la abundancia de chatarra espacial supera el Umbral de Kessler. Éste es el umbral más allá del cual la densidad de objetos en las franjas orbitales más usadas se vuelve tan alta que las colisiones entre objetos podrían causar a su vez una cascada exponencialmente creciente de otras colisiones, al fragmentarse cada objeto impactado en muchos otros objetos.


Gráfico de la presencia de chatarra espacial hasta la órbita geosincrónica (unos 36.000 kilómetros de altura).



En órbita a la Tierra, giran cientos de satélites activos, así como decenas de miles de pedazos de "basura espacial" compuesta por satélites fuera de servicio o sus fragmentos, restos de cohetes impulsores y hasta herramientas perdidas por astronautas. Esa multitud de objetos variopintos es más comparable a metralla que a simple basura. Al desplazarse a unos 30.000 kilómetros por hora, esos pedazos se están moviendo aproximadamente diez veces más rápido que la más veloz de las balas en la Tierra. Y las balas, pese al mucho daño que pueden hacer, no son objetos especialmente grandes ni pesados.

La amenaza de la chatarra espacial se convirtió en noticia de primera plana en 2009, cuando un satélite ruso fuera de servicio y un satélite estadounidense de comunicaciones de propiedad privada colisionaron cerca del Polo Norte. El incidente produjo nubes de escombros que rápidamente se unieron al peligroso desfile de basura orbital, aumentando la posibilidad de futuros accidentes.

El envío de satélites al espacio sigue creciendo año tras año, conforme crece el número de países y empresas envueltos en las actividades orbitales, por lo que la amenaza de la chatarra o metralla espacial no va a menguar por sí solo.

Objetos del tamaño de una bala pueden infligir daños masivos a la nave contra la que impacten si lo hacen a las velocidades espaciales típicas, del orden de varios kilómetros por segundo o más. Por eso, la chatarra espacial constituye una amenaza potencial para las vidas de los astronautas.

E incluso en el caso de que esos fragmentos de basura sólo impacten contra satélites, dejarlos de repente fuera de servicio puede acarrear cuantiosos problemas

Bastantes de los satélites que están en servicio en órbita a la Tierra son eslabones vitales en la transmisión de datos, voz e imágenes por todo el mundo. Algunos satélites ayudan a conectar a las personas en regiones remotas, y otros ayudan a navegar a buques, aeronaves y vehículos terrestres. Los satélites también ayudan a hacer progresos en diversas líneas de investigación científica, gracias a que proporcionan datos críticos sobre la atmósfera, el mar y la tierra. Y tampoco podemos olvidar que la función principal de cerca de una cuarta parte de todos los satélites es apoyar a los sistemas de defensa de diversas naciones del mundo; un impacto contra uno de tales satélites en un momento de gran tensión internacional podría despertar sospechas de un ataque intencionado y empeorar las cosas, un peligro que fue típico durante la Guerra Fría.

Es urgente, por tanto, evitar que la proliferación de chatarra espacial alcance el umbral de Kessler. No basta con limitarse a hacer un seguimiento preciso de la trayectoria de cada pedazo de chatarra espacial. Si la chatarra espacial sigue creciendo y no se hace nada por evitarlo, tarde o temprano se llegará al tan temido umbral de Kessler. Eso podría ocurrir antes de lo previsto si se produjera alguna catástrofe de gran magnitud, con la liberación de mucha "metralla", en una franja orbital de gran tráfico.

A fin de reducir la amenaza de la chatarra orbital y asegurar que nunca se llegue al umbral de Kessler, ya se trabaja en métodos para limpiar de basura espacial las franjas orbitales más problemáticas.

Uno de ellos, propuesto en 2010, y sobre el cual ya dimos entonces la noticia desde NCYT de Amazings, es el sistema denominado GOLD (por las siglas del inglés "Gossamer Orbit Lowering Device"), diseñado por la empresa Global Aerospace Corporation, en Altadena, California. Con este sistema, sería posible la eliminación segura y eficiente de los objetos espaciales peligrosos que circulan por órbitas terrestres bajas. El GOLD se vale de un gran globo fabricado con un material ultradelgado. Una vez hinchado, el globo aumenta la resistencia aerodinámica al avance en un factor de varios centenares. Este gran roce contra la exigua masa de aire presente en las órbitas bajas es suficiente para hacer perder velocidad al objeto inservible y provocar su pérdida progresiva de altura. La masa cada vez más densa de aire con la que se encuentra el objeto acaba calentándolo hasta incinerarlo. Usando el sistema GOLD, será posible que objetos que habrían permanecido en órbita durante siglos reentren a la atmósfera terrestre en cuestión de meses.
El material del globo del sistema GOLD es más delgado y más ligero que el film de plástico transparente para envolver bocadillos. Se necesita una cantidad muy pequeña de gas para inflarlo en el vacío casi perfecto del espacio. El sistema es capaz de seguir funcionando pese a las múltiples perforaciones que inevitablemente debe sufrir todo objeto de su tamaño expuesto a micrometeoritos o a partículas diminutas de basura espacial. A pesar de estos agujeros, la tasa total de fuga de gas será muy pequeña. El sistema de presurización podrá compensar muy fácilmente el ritmo de la fuga. En el caso muy poco probable de que el globo colisione contra un objeto grande, eso no provocará que el objeto grande se rompa en fragmentos, más difíciles de vigilar debido a su número. Por lo tanto, el funcionamiento de GOLD en sí mismo no puede empeorar el tráfico descontrolado de pedazos de chatarra orbital, como por desgracia sí podría ser el caso con algunos métodos alternativos que otros investigadores han sugerido.

Aunque el globo cuando se infla puede ser del tamaño de un estadio deportivo (unos 100 metros de diámetro), su "piel" es tan delgada que, deshinchado, el globo puede plegarse y guardarse en un espacio sorprendentemente pequeño (dentro de una maleta de tamaño medio). Gracias a ello, instalarlo en vehículos espaciales o etapas superiores de cohetes antes del lanzamiento no acarrea un costo importante en combustible extra para trasladar al espacio ese peso extra.

Cuando los vehículos equipados con el sistema GOLD lleguen al final de su misión, se activará el despliegue del globo. Por otra parte, el sistema GOLD también podría ser amarrado a grandes bloques de chatarra ya en órbita, mediante el uso de un robot orbital. En el caso de objetos grandes y densos que puedan ser capaces de resistir lo suficiente la reentrada como para impactar contra la superficie terrestre y constituir un peligro para personas o bienes, el GOLD puede ser utilizado para dirigir su reentrada de manera segura, haciendo que caigan en un sector poco transitado de un océano.

Otra técnica prometedora para deshacerse de la chatarra espacial más peligrosa es la desarrollada por un equipo de ingenieros de la Universidad de Strathclyde en Glasgow, Escocia, Reino Unido. Usando una flota de satélites relativamente pequeños, equipados con proyectores de rayos láser energizados mediante energía solar, podría ser factible retirar chatarra espacial. Esos proyectores láser que estarían ubicados en el espacio podrían ser empleados para hacer descender un poco la órbita original del pedazo de chatarra elegido. Esa pérdida discreta pero decisiva de altitud haría al objeto más vulnerable al roce de la capa alta de la atmósfera, de tal modo que este roce acabaría precipitando la reentrada del objeto a la atmósfera, siendo éste pulverizado en ella.