El 4 de octubre de 2022 será un día auspicioso cuando la humanidad conmemore el 65 aniversario del comienzo de la era espacial.Todo comenzó en 1957 con el lanzamiento del satélite soviético Sputnik-1.Desde entonces sobre8.900 satélitesLanzado en más de 40 países en todo el mundo.Esto genera preocupaciones sobre los desechos espaciales y sus peligros para futuras constelaciones, naves espaciales e incluso hábitats en órbita baja (LEO).
Esto ha llevado a muchas soluciones propuestas para limpiar la “basura espacial” y los diseños de satélites que pueden orbitarlos y quemarlos.Por desgracia, aún queda la pregunta de si un planeta rodeado de constelaciones gigantes es sostenible a largo plazo.todosinvestigación recienteEl investigador de la Universidad de Warwick, James A. Blake, investigó la evolución del entorno de desechos en LEO y evaluó si las futuras operaciones espaciales podrían llevarse a cabo de manera sostenible.
por su doctoradoEn el proyecto, Blake se centró en obtener imágenes y rastrear desechos espaciales en una órbita terrestre geosincrónica (GEO) a unos 36 000 km (22 370 millas) sobre el ecuador.En esta región espacial, los satélites siguen la rotación de la Tierra y tienen el mismo período orbital que la Tierra, por lo que a menudo se buscan para la comunicación.Sin embargo, el espacio en esta área es muy limitado, lo que puede causar serios problemas de hacinamiento y problemas de basura.
En particular, el trabajo principal de Blake fue la investigación de fragmentos geosincrónicos tenues realizados con .Telescopio isaac newtondesdeObservatorio del Roque de los Muchaccosen la isla de La Palma.Su obra se resume en un estudio titulado “.DebrisWatch I: investigación de escombros geosincrónicos tenues”, publicado en la revista Advances in Space Research de enero de 2021.Como señala en este estudio, la población de fragmentos de GEO no está bien limitada, pero representa un problema creciente.
problema histórico
Según la ESAoficina de basura espacial(SDO), al 3 de marzo de 2022, se han lanzado aproximadamente 12 720 satélites a la órbita terrestre desde el Sputnik 1.De estos, unos 7.810 permanecen en órbita, de los cuales unos 5.200 siguen operativos.Los aproximadamente 29860 objetos de escombros en LEO son rastreados y catalogados regularmente por la red de observación basada en la Tierra.
Anteriormente, se pensaba que la cantidad de desechos en el GEO era bastante insignificante debido a las estrictas reglas de espaciado para evitar que los satélites colisionen.Sin embargo, la aparente destrucción reciente de los satélites de telecomunicaciones –AMC-9, propiedad de Telecom SES SA, con sede en Luxemburgo, y Lockheed Martin’sTelcom-1– Proporcionó evidencia clara de la presencia de campos de escombros en GEO.Esto trae un nuevo significado a la futura constelación de GEO.
Como dijo Blake a Universe Today por correo electrónico, trazar la evolución de la basura espacial es esencial para el futuro de la mitigación de desechos.
“Sputnik 1 fue el primero de miles de satélites que orbitaron la Tierra en los últimos 60 años, y el número continúa creciendo rápidamente.Algunos han vuelto a entrar en la atmósfera de la Tierra y otros están orbitando en un estado abandonado y sin control, lo que representa una amenaza para los satélites activos de los que dependemos.
“Con el tiempo, la población de desechos orbitales ha crecido debido a explosiones y colisiones accidentales junto con pruebas satelitales intencionales.La mayoría de los desechos creados por estos eventos permanecen ocultos para nosotros y, aunque son lo suficientemente pequeños como para ser detectados por las redes de vigilancia de la generación actual, todavía tienen el potencial de causar daños significativos a la nave espacial”.
Según Blake, hay una lección que podemos aprender de la explotación de nuestro entorno cercano a la Tierra por parte de la humanidad.Dada la naturaleza interconectada de la exploración espacial y la vida en la Tierra, estas lecciones se aplican igualmente a la actividad humana en la Tierra.En resumen, la humanidad debe actuar de manera sostenible para que las generaciones futuras puedan disfrutar y beneficiarse de las libertades que hemos disfrutado desde los albores de la era espacial.Evitar colisiones es esencial para esto, dice Blake.
“La prevención eficaz de colisiones requiere información oportuna y precisa.Con una lista cada vez mayor de satélites y desechos, las redes de vigilancia tienen la tarea de monitorear más y más objetos para brindar suficientes alertas a los operadores.
Monitoreo y mitigación
Las estrategias actuales para prevenir un entorno de desechos incontrolables desde la órbita incluyen dos enfoques: seguimiento y “pasivación”.El seguimiento de satélites y desechos está a cargo de varias agencias espaciales y agencias gubernamentales de todo el mundo.por ejemplo,Centro de Operaciones Espaciales ConjuntasUtilizado por la Base de la Fuerza Aérea de Vanderburg (JSpOC), Californiared de vigilancia espacial(SSN) es una combinación de sensores ópticos y de radar que monitorean satélites y desechos en órbita.
tantoOficina del Programa de Desechos Orbitales de la NASA(ODPO), ubicado en el Centro Espacial Johnson, está desarrollando medidas para controlar el crecimiento de desechos mientras mide el entorno de desechos orbitales.tantoOficina de Garantía de Seguridad y Misión(OSMA) está ubicado en la sede de la NASA en Washington, DC y es responsable de desarrollar, implementar y supervisar las políticas y procedimientos de toda la agencia para garantizar la seguridad, confiabilidad y sostenibilidad del entorno espacial.
También se mencionan anteriormenteOficina de Basura Espacial de la ESA(SDO) – UbicaciónCentro Europeo de Operaciones Espaciales(ESOC), con sede en Darmstadt, Alemania, es responsable de medir y modelar el entorno de los desechos orbitales y desarrollar estrategias de protección y mitigación.También coordina actividades y esfuerzos de investigación con las entidades constituyentes de la ESA, que constituyen la Red Europea de Competencias sobre Basura Espacial (SD NoC).
a nivel internacionalComité Interinstitucional de Coordinación de Desechos Espaciales(IADC), un foro que incluye 13 agencias espaciales nacionales (incluidas las agencias espaciales de la NASA, Roscosmos, ESA, India y China).este cuerpo desarrolladoDirectrices de 2001Ha sido revisado varias veces (la más reciente es 2020)Comisión de las Naciones Unidas sobre el Uso Pacífico del Espacio(COPUOS) – algunosSecretaría de la Agencia Espacial de las Naciones Unidas(Uusa).
Por otro lado, existe la famosa “regla de los 25 años”, que recomienda que los operadores retiren los satélites dentro de los 25 años posteriores a la finalización de la misión mediante el reingreso atmosférico.Los satélites de baja altitud ya pueden hacer esto de forma natural.Por el contrario, los satélites potencialmente no conformes podrían estar equipados con propulsores, velas de arrastre y otros equipos para acelerar el proceso fuera de órbita.Como explicó Blake:
“Se alienta a los operadores a ‘pasivar’ la nave espacial al final de la misión agotando o almacenando las fuentes de energía interna restantes en el satélite o cuerpo del cohete para reducir la probabilidad de una explosión.El cumplimiento de la ‘regla de los 25 años’ para la reorbitación de naves espaciales en órbita terrestre baja sigue siendo preocupantemente bajo, y fortalecer la cooperación a escala internacional será fundamental para abordar el problema de la fragmentación”.
una cuestión de política
Después de todo, Blake indica que uno de los mayores obstáculos para lograr la sostenibilidad en el espacio es la política.Las pautas de la IADC adoptadas por UNCOUPOUS en las últimas décadas han formado la base de las prácticas de relajación de estándares en el ámbito internacional.Desafortunadamente, estas pautas son voluntarias (es decir, no vinculantes legalmente) y algunos países han decidido no incluirlas en sus marcos regulatorios nacionales.
Además, el cumplimiento de la “regla de los 25 años” es muy bajo en los LEO y los procesos de reingreso no son una opción viable para las entidades en las áreas OSG de tierras altas.Como resultado, los operadores generalmente considerarán los satélites obsoletos como los llamados “cementerio“ está en una órbita que supera con creces la GSO o SSO (órbita síncrona inicial).Esto tiene el efecto de liberar el área operativa de la órbita para uso futuro del satélite, pero los restos de esta órbita pueden seguir representando un peligro.
Según Blake, la evolución de la órbita de este cementerio y las fuerzas naturales de perturbación de la nave muerta no se conocen bien.Muchas de estas órbitas aún representan un peligro para los satélites activos, ya que aún pasan cerca o a través del área operativa.Lo que se necesita es una política de remoción activa de escombros (ADR) que funcione junto con un cumplimiento más estricto de las normas de mitigación de escombros.
“En última instancia, querremos realizar misiones de limpieza periódicas para ocuparnos activamente de las naves espaciales muertas y los escombros, aunque aún no se han abordado muchos obstáculos técnicos.Se necesitan regulaciones internacionalmente reconocidas y legalmente vinculantes para sancionar el comportamiento imprudente, como lo demuestra el reciente examen ASAT de Rusia en noviembre de 2021”.
Además, la NASA, la ESA, la Agencia Espacial Nacional de China (CNSA) y otras agencias espaciales están probando actualmente los sistemas ADR.El concepto incluye basado en la tierra.Matriz de energía direccionalNave espacial equipada con (láser)haz de plasma,arpón y red, Yatracción espacial magnética.Blake dijo en los últimos años “Calificaciones de sostenibilidad espacial“ alentará a los operadores a adherirse a prácticas seguras y mitigación de escombros.Sin embargo, varias preguntas quedan sin respuesta.
Por ejemplo, a medida que el acceso al espacio se generaliza, ¿cómo compara el marco regulatorio el experimento CubeSat dirigido por la universidad con la constelación comercial del satélite (apodada Starlink)?Además, ¿cómo se responsabilizará a los legisladores en caso de un conflicto que involucre escombros no controlados?¿Y qué mecanismos se pondrán en marcha para garantizar la igualdad de condiciones entre las agencias espaciales emergentes y las que han existido en el espacio durante décadas?
La controversia y los intentos de encontrar soluciones a estas preguntas ahora se están desarrollando activamente a nuestro alrededor.También condujo al surgimiento de organizaciones sin fines de lucro.Fundación Corte Espacial(SCF)Junta Asesora de Creación del Universo(SGAC).También hay un esfuerzo venerable para formular y dar forma a las políticas.Instituto de Derecho Aeroespacial(IASL) Universidad McGill ySecretaría de la Agencia Espacial de las Naciones Unidas(Uusa).
¡A medida que nuestra presencia en el universo continúa creciendo, podemos esperar animadas discusiones, resoluciones e impresionantes innovaciones en los próximos años!Como siempre, la fuerza impulsora detrás de estos desarrollos será una cuestión de necesidad fundamental.El futuro de la humanidad en el espacio depende de la accesibilidad y la seguridad. ¡Eso no va a suceder en el enorme campo de escombros en órbita!
Otras lecturas:arXiv