Del 4 al 10 de octubre se está celebrando la Semana Mundial del Espacio, declarada en 1999 por la Asamblea General de las Naciones Unidas y que sirve para poner foco en las contribuciones de la ciencia y la tecnología espaciales para la mejora de la condición humana y acercar la tecnología espacial a la sociedad.

Tecnología que está en continuo desarrollo y que es imprescindible para, entre otras cosas, el desarrollo de proyectos de investigación, la mejora de las telecomunicaciones y, como no, los viajes aéreos y espaciales.

Es precisamente en estos viajes espaciales donde queremos poner hoy el foco. En concreto en algo que tiene a su vez mucho que ver con nuestra actividad: la limpieza, pero a su vez está muy alejada por el lugar del que queremos hablar: la limpieza de la basura en espacio.

La batalla contra la basura espacial

La batalla contra la basura espacial se libra en dos frentes: la prevención y la limpieza. La prevención implica cambios en la forma en que lanzamos y manejamos nuestros objetos en el espacio. Sin embargo, ya estamos lidiando con una cantidad considerable de desechos, por lo que la limpieza activa se ha vuelto una necesidad, por muy grande que sea el espacio.

🖐 Pero antes de que podamos limpiar, debemos saber qué hay que limpiar. La vigilancia constante del espacio es crucial para rastrear y monitorear la ubicación y la trayectoria de la basura espacial. Satélites especializados y estaciones terrestres trabajan en conjunto para recopilar datos precisos sobre la ubicación y la velocidad de los objetos en órbita.

Una amplia diversidad de desechos difíciles de rastrear

La basura espacial es diversa y va desde pequeñas partículas hasta enormes satélites fuera de servicio y que orbitan nuestro planeta a velocidades vertiginosas. El riesgo de que estas partículas impacten contra satélites, estaciones espaciales o vehículos espaciales es una preocupación constante para la integridad de la infraestructura espacial, ya que pueden generar daños de consideraciones muy graves y, por tanto, la necesidad de eliminarlas es un reto constante para la comunidad aeroespacial. Este riesgo de impacto es una preocupación constante para la integridad de la infraestructura espacial. Estos desechos provienen de décadas de actividades espaciales y cuyo origen se puede clasificar en dos grandes grupos:

👉 Fragmentos de Satélites y Cohetes:

Son los causantes de la mayor basura espacial y pueden ser restos de misiones antiguas o colisiones en el espacio que generaron escombros. Estos fragmentos, que varían en tamaño desde pequeñas partículas hasta satélites completos que se quedan obsoletos y dejan de funcionar o utilizarse, presentan riesgos significativos para las misiones espaciales actuales y futuras.

Algunos de estos objetos son grandes y fáciles de rastrear, mientras que otros son más pequeños y pueden convertirse en amenazas significativas debido a su velocidad orbital.

Los fragmentos desprendidos tras colisiones o accidentalmente durante las misiones espaciales (paneles solares, instrumentos científicos o herramientas) preocupan especialmente, ya que incluso una colisión entre dos pequeñas partículas puede provocar la creación de muchos otros fragmentos adicionales. Es lo que se conoce como síndrome o teoría de Kessler, por el científico Donald J. Kessler, quien teorizó que, a medida que la cantidad de desechos en el espacio aumenta, también lo hace la probabilidad de colisiones entre ellos. Estas colisiones generan más fragmentos, lo que aumenta aún más el riesgo de colisiones en un efecto de cascada. Esta teoría sugiere que, eventualmente, la órbita baja de la Tierra podría volverse intransitable debido a la acumulación de desechos espaciales y las colisiones resultantes.

👉 Pequeñas Partículas y Micro meteoritos

Además de los objetos más grandes, el espacio está poblado por una multitud de pequeñas partículas y micro meteoritos. Estos diminutos fragmentos, que van desde polvo cósmico (disperso en cantidades imperceptibles a simple vista) hasta micro meteoritos (de un tamaño un poco mayor, pero aún así lo suficientemente pequeños como para no ser rastreados fácilmente desde la Tierra) son una categoría particular de basura espacial. Aunque estas partículas son diminutas, su alta velocidad puede causar daños significativos a satélites y estaciones espaciales. Rastrear y gestionar estas partículas representa un desafío único en la limpieza espacial.

La detección y el rastreo de la basura espacial es un desafío constante. A menudo, las partículas más pequeñas no son detectables con los métodos de rastreo convencionales, lo que hace difícil prever y mitigar los riesgos asociados. Además, la imprevisibilidad de su órbita complica aún más la gestión de estos fragmentos.

Tecnologías Emergentes: Instrumentos para la Limpieza Espacial

Entender la diversidad de la basura espacial es fundamental para desarrollar estrategias efectivas de limpieza. La tecnología utilizada para la eliminación debe abordar la variabilidad en tamaño, forma y velocidad orbital de estos desechos, lo que representa un desafío técnico y logístico significativo en la búsqueda de un espacio más limpio y seguro.

1. Captura Robótica: El Baile Cósmico de los Brazos Mecánicos

• La captura robótica implica el uso de brazos mecánicos para agarrar y estabilizar objetos en órbita. Un ejemplo práctico de esta tecnología es el brazo robótico utilizado en la Estación Espacial Internacional (EEI), conocido como el Sistema remoto de manipulación – Canadarm. Este brazo ha sido fundamental para la captura y reparación de satélites, demostrando la utilidad de la manipulación robótica en el espacio.

2. Nets Espaciales: Atrapa el Desperdicio en una Red Virtual

• Inspirados en las redes de pesca, los nets espaciales son dispositivos diseñados para atrapar objetos en órbita. Estas redes, lanzadas desde satélites o estaciones terrestres, se expanden y envuelven cuidadosamente la basura espacial. Esta estrategia se ha explorado en varios proyectos. Uno de ellos es el experimento Nets-ON desarrollado por la Agencia Espacial Japonesa (JAXA). Este proyecto se centró en la tecnología de redes para capturar desechos, y aunque aún está en sus etapas iniciales, sentó las bases para futuras investigaciones en esta área.

3. Propulsión Iónica: Una Carrera de Energía

• Aunque es una tecnología emergente que utiliza iones acelerados eléctricamente para generar impulso ha sido empleada para generar propulsión de estaciones espaciales para llegar aún más lejos, también se ha empezado a utilizar en la limpieza aeroespacial para la captura y eliminación de desechos.

4. Láseres desde la Tierra: Precisión a la Velocidad de la Luz

• Aunque la idea de utilizar láseres desde la Tierra para eliminar basura espacial ha sido discutida, hasta ahora no ha habido implementaciones prácticas a gran escala. La precisión requerida para evitar daños colaterales a otros objetos en órbita plantea desafíos significativos. Sin embargo, se han llevado a cabo experimentos de menor escala, como el proyecto CleanSpace One de la Universidad de Lausana, que ha explorado el uso de láseres para desorbitar satélites. La idea es que en un futuro no muy lejano se pueda dirigir haces láser de alta potencia a la basura espacial, lo que podría causar su desintegración debido al calor extremo.

Proyectos reales contra la basura espacial

Algunos ejemplos de proyectos que se han llevado a cabo o están en estudio para eliminar la esta basura son:

ESA – e.Deorbit:

La Agencia Espacial Europea (ESA) lidera el proyecto e.Deorbit, una iniciativa ambiciosa que busca abordar la creciente amenaza de la basura espacial mediante el desarrollo de tecnología especializada para capturar y eliminar satélites en desuso. La idea central detrás de e.Deorbit es desplegar un dispositivo capaz de acercarse a un satélite fuera de servicio y, mediante una combinación de brazos robóticos y sistemas de propulsión avanzados, llevarlo a una órbita más baja donde eventualmente se desintegrará en la atmósfera terrestre. Este enfoque representa un paso significativo hacia la limpieza activa del espacio y demuestra el compromiso de la ESA con la sostenibilidad a largo plazo.

ClearSpace-1 (ESA):

Otro proyecto destacado de la ESA es ClearSpace-1, que va más allá de las misiones convencionales de limpieza espacial. ClearSpace-1 propone el lanzamiento de un vehículo especializado diseñado específicamente para capturar un objeto en particular: el Vespa, un antiguo adaptador de lanzamiento. Este innovador enfoque tiene como objetivo no solo demostrar la viabilidad técnica de la limpieza activa, sino también establecer un modelo para futuras misiones especializadas de eliminación de basura espacial.

RemoveDEBRIS (ESA):

En colaboración con múltiples socios, la ESA ha desarrollado el proyecto RemoveDEBRIS, que se destaca por su enfoque multifacético para abordar la basura espacial. Equipado con tecnología avanzada, el satélite RemoveDEBRIS despliega redes y arpías para atrapar y contener objetos en desuso, simulando así las condiciones del espacio para evaluar la eficacia de las estrategias de eliminación. Este proyecto representa un paso adelante en la investigación práctica y experimental de soluciones viables para reducir la cantidad de desechos orbitales.

SpaceX – Starlink:

El proyecto Starlink de SpaceX, liderado por el visionario Elon Musk, ha revolucionado la conectividad global mediante la implementación de una constelación de satélites en órbita baja de la Tierra. Aunque inicialmente diseñado para proporcionar acceso a Internet de alta velocidad en áreas remotas, Starlink también está contribuyendo de manera indirecta a la reducción de la basura espacial.

Cada satélite Starlink está equipado con propulsores iónicos que permiten maniobras precisas y controladas en el espacio. Cuando un satélite alcanza el final de su vida útil operativa, los propulsores se utilizan para bajar la órbita del satélite. Esto acelera su reentrada a la atmósfera, donde se quema de manera controlada. Este enfoque proactivo de eliminación de satélites obsoletos demuestra el compromiso de SpaceX con la sostenibilidad espacial.

NASA – OSAM-1:

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) está a la vanguardia de los esfuerzos para abordar la basura espacial con su proyecto Optical Communications and Sensor Demonstration (OSAM-1). Esta misión multifacética no solo se centra en demostrar tecnologías ópticas y de comunicación, sino que también incluye un componente crucial de eliminación de basura espacial.

OSAM-1 implementará tecnologías avanzadas, como sistemas de propulsión eléctrica y brazos robóticos, para realizar maniobras de eliminación de desechos espaciales. La NASA está comprometida no solo con la exploración del espacio, sino también con la preservación a largo plazo de un ambiente orbital sostenible para futuras generaciones de misiones espaciales.

Astroscale – ELSA-d:

Astroscale, una empresa privada pionera en soluciones para la basura espacial, ha liderado la misión ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale-demonstration). Este proyecto innovador se enfoca en demostrar la capacidad de captura y eliminación de desechos espaciales utilizando tecnologías avanzadas.

ELSA-d utiliza un «satélite cazador» y un «satélite objetivo» para simular la captura y eliminación de un objeto en desuso. La tecnología implementada incluye sistemas magnéticos y otras técnicas de anclaje para garantizar la efectividad y seguridad del proceso. Astroscale está allanando el camino para servicios comerciales de eliminación de basura espacial, abriendo nuevas posibilidades en el emergente mercado espacial.

JAXA – Kounotori Integrated Tether Experiments:

La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) está explorando soluciones únicas para la eliminación de basura espacial a través del proyecto Kounotori Integrated Tether Experiments. Este proyecto se centra en la aplicación de cables conductores, conocidos como «tethers», para desacelerar y eliminar objetos en desuso de manera controlada.

Los tethers utilizados en el experimento interactúan con el campo magnético de la Tierra para generar fuerzas de frenado. Esta tecnología innovadora podría proporcionar una alternativa eficiente y rentable para eliminar desechos espaciales, reduciendo la cantidad de objetos inactivos en órbita y mitigando los riesgos asociados con la colisión de escombros. JAXA está liderando la carga hacia soluciones fuera de lo común para los desafíos únicos del espacio.

Los avances tecnológicos para limpiar la órbita terrestre garantizan que las generaciones futuras hereden un espacio limpio y propicio para la exploración. Limpiar el espacio no solo es una tarea técnica, sino también un compromiso ético que nos llama a trabajar juntos en todo el mundo. Mientras se busca un futuro donde el espacio sea seguro y libre de basura, recordemos que nuestras acciones de hoy afectan el mundo que dejaremos a las generaciones futuras.

Cada paso que se da para limpiar el espacio y cada nueva tecnología desarrollada marca la diferencia.