LA ÓRBITA BAJA DE LA TIERRA

(25 Abril, 2013 ESA/El País/CA) Desde el comienzo de la era espacial se han llevado a cabo unos 5.000 lanzamientos de satélites a la baja órbita terrestre, hasta los 1.200 kilómetros de altura. De ellos sólo el 7% se encuentra activo, el resto se ha transformado en basura espacial que está a punto de saturar las órbitas terrestres bajas, las más utilizadas.

Imagen arriba: Sistema de captura de un satélite en desuso mediante una red. Crédito: ESA.

Muchos de esos satélites, que requieren de mantener una velocidad de unos 27 mil kilómetros por hora, han terminado cayendo, al ser frenados por la atmósfera terrestre que aunque sutil a esas alturas supone un freno a largo plazo, pero los que operaban en las órbitas más altas pueden permanecer allí por muchos años.

La falta de previsión de los primeros tiempos ha permitido graves incidentes que han multiplicado la basura espacial, tal como las explosiones de más de un doscientos satélites y fases de inyección orbital de cohetes.

Actualmente, hay unos 170 millones de fragmentos de basura espacial de tamaño superior a un milímetro, según las estimaciones de los expertos, 670.000 de los cuales son mayores de un centímetro y 29.000 de más de 10 centímetros. A las altas velocidades que llevan, incluso los más pequeños suponen un peligro para los satélites funcionando, ya que su impacto puede afectar a partes vitales del mismo. Pero cuando tienen ya un tamaño considerable, los efectos son fácilmente catastróficos. Por ejemplo, recuerdan la colisión en el espacio del satélite estadounidense Iridium-33 con un satélite ruso Kosmos, ocurrida el 10 de febrero 2009, que provocó la destrucción de ambos. El choque que ocurrió a 42 mil kilómetros por hora generó más de 2.000 trozos observables de restos orbitales.

El peligro es constante. La misma Estación Espacial Internacional (ISS) tiene que maniobrar de vez en cuando para evitar el riesgo de colisión con un fragmento de basura espacial que podría incluso ser letal para los astronautas: una perforación en el fuselaje y la despresurización del campamento orbital supondría una grave emergencia, en el mejor de los casos.

La basura no está repartida uniformemente, sino que hay algunas órbitas especialmente sucias: las comprendidas entre 800 y 1.000 kilómetros de altura sobre la superficie terrestre. La concentración aumenta el riesgo para los satélites que operan a dicha altura, pero también facilitaría el desarrollo de misiones de retirada de artefactos viejos o piezas, señalan los expertos.

Aproximadamente 1.000 satélites (sobre todo de telecomunicaciones, meteorológicos, de navegación, científicos y de observación de la Tierra) están activos en órbita actualmente. Su destrucción tendría un coste inmenso. “Pese a que las medidas para evitar el crecimiento de los desechos en el espacio y las actividades para la retirada de satélites que no funcionan son técnicamente exigentes y potencialmente costosas, no hay alternativa para proteger el espacio como un recurso valioso para nuestra crítica infraestructura de satélites”, ha explicado Klinkrad.

Actualmente existen normas y recomendaciones sobre los artefactos en órbita y sus lanzadores:
- Permitir el apagado remoto de sus baterías.
- Poner dispositivos de las etapas superiores de los cohetes lanzadores para favorecer su destrucción rápida por reentrada en la atmósfera.
- No exigir a los satélites hasta el punto de que puedan fallar y quedar descontrolados.
- Proveer a los artefactos de sistemas que permitan redirigirlos a las llamadas órbitas cementerios, una vez que hallan terminado su vida útil, donde no supongan peligro para los equipos activos.

Pero las modelizaciones matemáticas del crecimiento de la basura espacial demuestra que esto no es suficiente. Aunque se detuvieran los lanzamientos a esta órbita, las simulaciones indican que la cantidad de basura espacial continuaría aumentando, debido al efecto cascada de los impactos. También conocido como 'efecto Kessler', la basura espacial podría así poner en jaque toda la actividad espacial durante 50 años.

Imagen derecha: Predicción de densidad de la basura espacial en la órbita polar, sin y con medidas de mitigación. Crédito: ESA.

Estudios recientes señalan que dicho efecto podría estabilizarse eliminando, entre la actualidad y el año 2020, de cinco a 10 desechos espaciales de gran tamaño.

Ha llegado el momento de empezar a limpiar la basura que pone en peligro a los satélites en funcionamiento. No basta, con reducir el ritmo de producción de más basura, sino que hay que pensar en tecnologías y estrategias para quitarla, advierten los expertos. Se imaginan a un aparato que suba al espacio, se aproxime a un viejo satélite apagado y lance una gran red para capturarlo y conducirlo hacia su destrucción controlada al hacerlo regresar a la atmósfera terrestre.

Se estudian diferentes opciones, pero lo que está claro es que hay que actuar cuanto antes. “Las medidas para mitigar el problema de la basura espacial, si los diseñadores de satélites y los operadores de misión las implementan adecuadamente, pueden cortar el crecimiento de la población de desechos en órbita. Sin embargo, la retirada activa de basura es necesaria para revertir el crecimiento de fragmentos”, ha declarado Heiner Klinkrad, director de la oficina de Basura Espacial de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en la sexta conferencia de este organismos dedicada al problema. Más de 350 expertos de todo el mundo han debatido esta semana los problemas de la basura espacial en la reunión celebrada en el centro de operaciones ESOC, en Darmastadt (Alemania) y clausurada hoy.

“Hay un amplio y fuerte consenso entre los expertos acerca de la necesidad de actuar ahora para empezar las actividades de retirada de basura espacial”, ha sintetizado Klinkrad. “Nuestra comprensión del creciente problema de la basura espacial se puede comparar con la necesidad de afrontar el problema del cambio climático en la Tierra hace 20 años”.

La empresa Astrium, el gigante espacial europeo, se ha declarado “comprometida con el desarrollo de tecnologías apropiadas para mitigar y solucionar los problemas relacionados con la basura espacial”. Sus desarrollos están enfocados al blindaje y adaptación de los diseños de sus vehículos espaciales para reducir su vulnerabilidad respecto a pequeños desechos y a las últimas fases de misión para evitar que dichos vehículos se conviertan en basura espacial. Pero además, ha desarrollado varios conceptos innovadores para las futuras misiones de limpieza activa.

Pero el problema no se limita a la ingeniería, reconocen los expertos, sino que suscita también problemas legales y exige acuerdos internacionales. Por ejemplo, si un satélite que ya no estuviese operativo constituyese un riesgo para el resto de los artefactos en su misma órbita y se decidiese enviar una misión para retirarlo ¿habría que pedir permiso a su propietario? ¿Quién pagaría la operación? Los expertos concluyen que mientras las tecnologías de retirada de basura espacial deberían ser genéricas para poder utilizarse con diversos objetos, habría que concretar acuerdos en cada caso con los propietarios de los objetos a liquidar.