Síndrome de Kessler
Ciencia

Síndrome de Kessler

El peligroso tránsito de la basura espacial

El Síndrome de Kessler es una teoría propuesta por el astrofísico Donald J. Kessler en 1978, que describe una cascada de colisiones auto sostenida de basura espacial en órbitas de poca altitud o LEO (por sus siglas en inglés de low Earth orbit), y hace referencia a un fenómeno de avalancha en el cual, a partir de una densidad crítica de objetos, éstos chocan en el espacio generando más basura, la cual procede a colisionar con otros sólidos, creando aún más cuerpos, hasta que la totalidad del área LEO se vuelve una área intransitable de partes volando a velocidades muy altas. En ese punto, cualquier satélite enfrentaría riesgos sin precedentes de impacto directo.

Muchos investigadores creen que esa densidad crítica ya se ha alcanzado en la región LEO comprendida entre los 800 y 1.400 kilómetros de altura.

¿CÓMO FUNCIONA?

Los objetos en órbita viajan a velocidades de aproximadamente 22 mil kilómetros por hora. Si su trayectoria fuera en el mismo plano y en la misma dirección indefinidamente, sería imposible que ocurrieran colisiones, como los autos que van derecho en una carretera a la misma velocidad, sin esforzarse nunca en cambiar de carril o tomar una salida.

Pero en el espacio, los cuerpos no controlados no siguen un camino recto. En realidad, cada pedazo de basura orbital está sujeto a la deriva y la descomposición.

Las variaciones del campo de gravedad de la Tierra causan deriva o el movimiento gradual de un objeto a un plano orbital diferente. La fricción de un sólido con la atmósfera de la Tierra causa descomposición, o la disminución lenta en su altitud.

Los satélites controlados pueden ser reubicados usando propulsores a bordo para contrarrestar la deriva natural y mantener sus órbitas planeadas, ¿pero los muertos? Esos simplemente siguen flotando, sin restricciones, a la deriva y en descomposición y, en cualquier momento, pueden impactar a otro objeto.

Render del Vanguard 1, el objeto artificial que lleva más tiempo en órbita. Foto: Tamesol/Twitter

BASURA ESPACIAL

Hasta 1961 había cincuenta objetos manufacturados por el hombre alrededor de la Tierra. Se trataba en su mayoría de satélites artificiales, pero también de cohetes usados que, tras ser lanzados, quedaban atrapados en órbita.

Ese año la estadística se vio sumamente alterada: una hora después de situar el satélite Transit 4A, el cohete estadounidense Ablestar explotó y se desintegró en 300 trozos.

Después del accidente, los protocolos de las agencias espaciales dictaron que, una vez realizado su trabajo, los cohetes debían redirigirse hacia la Tierra para ser destruidos por la reentrada atmosférica y evitar nuevas explosiones en órbita. Pese a ello, el número de objetos en torno a nuestro planeta sigue aumentando.

Actualmente se lanzan 75 satélites al año, dos tercios a órbitas de poca altitud, y un 30 por ciento, principalmente satélites meteorológicos o de telecomunicaciones, a la órbita geoestacionaria.

Tras acabar su vida útil, la mayoría continúa inerte alrededor de la Tierra; sólo el seis por ciento de los satélites artificiales son operacionales. El Vanguard 1 lanzado en 1958, el cuarto de la historia, todavía sigue en órbita.

En 2009, el satélite norteamericano Iridium 33, operativo, chocaba con el satélite ruso retirado, Cosmos 2251. El resultado fue una nube de 2 mil 300 fragmentos que amenazó la seguridad de la Estación Espacial Internacional.

En 2007, China hacía chocar un proyectil cinético contra su satélite FengYun-1C como prueba de un sistema antimisiles, lo que provocó la creación de más de un millón de trozos mayores de un centímetro cúbico. En ambos casos, la mayoría de los fragmentos siguen flotando.

¿QUÉ MEDIDAS SE ESTÁN TOMANDO ACTUALMENTE?

Por la gran cantidad y variedad de tamaños de la basura espacial, planear misiones para recolectarla es una tarea complicada. Por supuesto que los desechos, por efecto de la gravedad, algún día reingresarán a la atmósfera y, al someterse a la resistencia del aire, se quemarán parcial o totalmente (los residuos caerán a la Tierra).

Sin embargo, éste es un proceso muy lento que tardaría cientos o miles de años en eliminar todos los desechos orbitales que habita en el planeta.

En la actualidad, como medida de protección y para inhibir el aumento de éstos, las agencias espaciales utilizan el método de corrección de órbita, por ser el más económico. Éste consiste en cambiar la posición del satélite cuando un proyectil de basura cósmica se dirige hacia él.

El método no es cien por ciento eficaz, pues sólo evita colisiones y no retira la basura, por lo que existen otros planes para recolectarla, eliminarla e incluso reciclarla.

El programa de la NASA encargado de monitorear los desechos es la Red de Vigilancia Espacial de los Estados Unidos (SSN-Surveillance Space Network). Su principal misión es detectar, catalogar y monitorear estos objetos, predecir cuándo y dónde caerán sobre la Tierra, calcular su trayectoria e informar si éstos son un peligro para otros satélites.

Tanque de combustible de la segunda etapa de un Delta 2 recuperado por la NASA, 2012. Foto: Cortesia NASA/astrosafor.net

En 2016, JAXA (Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial, por sus siglas en inglés) ideó un plan para eliminar la basura espacial utilizando su transportador de carga Kounotori.

La misión Kounotori 6 llevaba consigo una correa electromagnética de 700 metros de longitud para frenar, recolectar y reingresar la basura a la atmósfera terrestre, una especie de lazo espacial. Esta misión de prueba fue lanzada en diciembre de 2016, pero fracasó.

Actualmente el proyecto más ambicioso para realizar esta tarea se llama e.Deorbit, desarrollado por la Agencia Espacial Europea para el año 2023, que es un satélite que atrapará los escombros espaciales con una red o un brazo mecánico.

Aunque actualmente se exige que las misiones tengan un plan para que los satélites regresen a la Tierra al final de su vida útil, la basura espacial está aumentando drásticamente y el Síndrome de Kessler se está volviendo una realidad.

Quizá la cantidad de desechos no llegue a ser tan grave como para hacer imposibles los vuelos espaciales, sin embargo, si no se toman medidas a corto plazo para solucionar este problema, se corre el riesgo de que, tanto los viajes como la investigación espacial se desaceleren debido al riesgo que esto supone.

FUTURO INCIERTO

Éstas y otras ideas que se han propuesto para acabar con este problema son muy necesarias, pero por el momento superan la capacidad técnica y económica existente.

Mientras se resuelven estos aspectos, es fundamental que la comunidad internacional no se quede de brazos cruzados y tome algunas decisiones importantes.

Por un lado, actualmente no hay legislación internacional que controle la limpieza del espacio inmediato a la Tierra.

Las principales potencias mundiales (EUA, China o Francia) y agencias espaciales como la ESA y la NASA, han establecido algunas leyes nacionales y normativas internas.

Pero el pacto no es vinculante, lo que hace que el cumplimiento sea desigual. Al ser cada vez mayor el número de países que cuentan con satélites propios, sería conveniente implantar un protocolo básico de obligado cumplimiento para todos. Por otro lado, tampoco hay un seguimiento unificado del tráfico espacial.

Aunque las órbitas de todos los satélites aparecen en las bases de datos de objetos orbitales del mundo, los responsables de evitar colisiones entre ellos son, en última instancia, los propios operadores de ellos, ya sean gobiernos, ejércitos o compañías privadas.

Sería importante crear un control internacional de objetos en órbita y mejorar su detección ampliando la red de radares y telescopios en todo el globo.

Imagen computarizada del proyecto e.Deorbit para la eliminación de escombros espaciales. Foto: ESA–David Ducros

Comentarios