No solo hemos llenado de basura nuestro planeta, sino que también ensuciamos el espacio con la llamada basura espacial, contaminación espacial o “cyberdetritus” desde que empezamos a explorarlo, la cual se ha convertido en una preocupación cada vez mayor, ya que pone en peligro el funcionamiento de nuestros satélites y, a su vez, produce más residuos espaciales peligrosos.
En este artículo, os explicamos qué es la contaminación espacial o basura del espacio definición, cuáles son sus causas o su origen, es decir, por qué hay basura en el espacio; los tipos de contaminación del espacio que hay, las consecuencias de la basura del espacio, y qué soluciones hay para la basura espacial; así como os informaremos de cuánta basura espacial hay y daremos ejemplos de basura espacial real, acompañado de imágenes de la basura espacial Nasa o basura espacial fotos reales, e incluso os indicaremos dónde ver un mapa de basura espacial o contaminación basura espacial.
Qué es la basura espacial. Contaminación espacial definición y ejemplos
La basura espacial, también conocida como desechos espaciales, contaminación espacial, desperdicio espacial o “debris”, se refiere a restos que las actividades humanas van dejando por el espacio en órbita, es decir, todos aquellos objetos artificiales difuntos en el espacio, principalmente en la órbita terrestre, que ya no cumplen una función útil. Básicamente, son desechos artificiales que provienen de los sistemas adjuntos que se han empleado para enviar satélites y cohetes durante casi 60 años al espacio y de elementos que se han quedado obsoletos. Esto puede incluir naves espaciales no funcionales, etapas abandonadas de vehículos de lanzamiento, escombros relacionados con la misión y escombros de fragmentación.
Ejemplos de basura espacial pueden ser satélites abandonados que ya han cumplido su misión o que se han quedado sin combustible, etapas de cohetes gastados, piezas de cohetes como el carenado, que es un sistema de protección que llevan todos los satélites; fragmentos de su desintegración, erosión y colisiones, como manchas de pintura, líquidos solidificados por desintegración de naves espaciales, partículas no quemadas de motores de cohetes sólidos, tornillos, etc.
Estos desechos espaciales pueden ser tan grandes como un satélite inactivo, similar al tamaño de un automóvil, o tan pequeños como una escama de pintura. El verdadero peligro es la velocidad a la que se mueven estos objetos, más de 28.000 kilómetros por hora, y que los convierte en auténticos proyectiles.
En cuanto a la cantidad de basura espacial que hay, en 1957, tras el inicio de la carrera espacial, el Mando de Defensa Aeroespacial de Norteamérica (NORAD) comenzó a recopilar una base de datos con todos los desechos. El primero fue el satélite Sputnik lanzado por la Unión Soviética ese mismo año. En la actualidad, según la Agencia Espacial Europea (ESA), hay alrededor de 120 millones de elementos menores de 1cm, 900.000 objetos con un tamaño de entre 1 y 10 cm, y unos 34.000 más grandes de 10 cm, cifras que van en aumento. Muchos de ellos pueden observarse en este mapa de basura espacial interactivo.
Asimismo, la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA vigila de manera continua la evolución de la basura espacial y cada año publica un informe sobre el estado del entorno de los desechos espaciales. Para más información, podéis consultar alguna guía o libro de contaminación espacial pdf o basura espacial pdf.
La mayor concentración de basura espacial se encuentra en torno a los 800 km – 1.000 km de altitud, ya que por debajo las órbitas se van limpiando solas poco a poco. Esta distribución tiene una excepción: la órbita geoestacionaria o GEO, a 35.786 km de altitud, la única distancia a la cual un satélite da una vuelta alrededor de la Tierra en exactamente un día, y de la que dependen los satélites de televisión y comunicación.
“Afortunadamente, los países son conscientes de que la órbita GEO es irreemplazable y se dedican grandes esfuerzos para mantenerla limpia. Casi todos los satélites que llegan al final de su vida útil en esta órbita son movidos a otras zonas donde no molestan y no pueden generar más basura espacial”.
Por otra parte, cabe destacar que no existe ninguna ley que regule ni el abandono ni la recogida de los residuos que se hallan en el espacio.
Causas de la basura espacial. Contaminación espacial causas
Es más que obvio que las causas de la contaminación espacial o basura espacial causas se deben al lanzamiento de objetos al espacio desde la Tierra, por lo que el único responsable de que haya toda esa basura en el espacio alrededor del planeta es el ser humano.
Los residuos espaciales existen desde el momento en el que se lanzó el primer satélite y, desde entonces, no ha dejado de crecer. Desde el comienzo de la era espacial en 1957, se han lanzado toneladas de cohetes, naves e instrumentos al espacio. Al principio se dudaba sobre qué hacer con ellos al final de su vida útil y ahora, el resultado es que la cantidad de basura espacial no ha dejado de aumentar.
“El Sputnik 1 y el cohete que se utilizó para ponerlo en órbita en 1957, podrían considerarse los primeros elementos de la basura espacial desde el momento en que dejaron de funcionar, aunque estos primeros satélites no eran un verdadero problema, porque su órbita era muy baja y reentraban en la atmósfera pocas semanas después del lanzamiento”.
Aun así, dentro de las causas de la basura espacial, podemos diferenciar los siguientes orígenes:
Satélites muertos: Los satélites tienen una vida útil limitada y cuando se agotan sus baterías o se averían, quedan flotando en el espacio. Al principio de la carrera espacial, se asumía que, tarde o temprano, la órbita de estos objetos abandonados decaería y se destruirían en la reentrada. Sin embargo, especialmente en órbitas altas, esto puede no ocurrir nunca.
Equipamiento perdido: Los astronautas pueden perder herramientas u otros objetos durante sus paseos espaciales. En 2008, por ejemplo, a la astronauta Heidemarie Stefanyshyn-Piper se le escapó de las manos una caja de herramientas, la cual se desintegró al entrar en la atmósfera casi un año después y tras dar más de 4.000 vueltas a la Tierra.
Fragmentaciones: Durante las últimas dos décadas, se ha producido en el espacio una media de 12 fragmentaciones accidentales al año, una tendencia que por desgracia está aumentando. Estos eventos de fragmentación, describen momentos en los que se generan desechos por colisiones, explosiones, problemas eléctricos o el simple desprendimiento de objetos debido las difíciles condiciones del espacio. Cabe indicar que el área total que ocupa la basura espacial está directamente relacionada con el número de colisiones que se esperan en el futuro. Según esto, se prevé que las colisiones entre desechos espaciales y satélites en funcionamiento, pasen a ser la fuente principal de generación de residuos espaciales, superando a las explosiones. Éstas últimas, las explosiones, suponen una gran contribución al problema de la contaminación basura espacial. Pueden ocurrir cuando las etapas de lo cohetes que quedan flotando explotan por los restos de combustible que contienen. Asimismo, también hay que incluir aquí las pruebas con armas antisatélites, en las que se destruyen satélites, generando más fragmentos y basura espacial de forma deliberada.
Tipos de basura espacial
De acuerdo con la ESA, los desechos espaciales pueden ser:
- Carga útil: se refiere, principalmente, a satélites. Incluye los fragmentos como resultado del deterioro o de colisiones.
- Cohetes: restos de las etapas empleadas para poner misiones en órbita. También incluye los fragmentos como resultado del deterioro o de colisiones.
- Objetos relacionados con las misiones: por ejemplo, herramientas perdidas, como tornillos, cables, cámaras, etc.
Y por su tamaño, la basura espacial se clasifica de este modo:
- Menos de 1 cm: se estima que hay más de 128 millones de estos fragmentos y, en su mayoría, son indetectables.
- Entre 1 y 10 cm: se calcula que hay unos 900.000 en órbita y su tamaño puede ir desde el de una canica al de una pelota de tenis.
- Más de 10 cm: estos objetos incluyen desde herramientas perdidas en misiones hasta satélites fuera de servicio.
Consecuencias de la basura espacial
El lanzamiento de una nave espacial o un nuevo satélite crea un costo externo para otros que ya hay en órbita, lo cual el propietario de dicha carga útil no tiene en cuenta. Así, la basura espacial representa un riesgo para las naves espaciales. De hecho, varias naves, tanto tripuladas como no, han sido dañadas o destruidas por ella, y la estación espacial internacional está blindada debido a ello.
Los mayores riesgos vienen de los fragmentos más pequeños. Pese al pequeño tamaño de la mayor parte de los fragmentos de desechos espaciales, las vertiginosas velocidades a las que están sometidos, hacen de éstos una seria amenaza a cualquier misión que pueda ser efectuada en un futuro próximo.
Así pues, los micrometeoritos, como escamas de pintura o gotas de anticongelante solidificado, pueden dañar las placas solares de los satélites activos. Otro de los mayores riesgos, son los restos de combustible sólido, que flotan en el espacio y son altamente inflamables, pudiendo causar daños y dispersar contaminantes en la atmósfera en caso de explosión. Asimismo, algunos satélites contienen pilas nucleares con material radiactivo que podrían ser altamente contaminantes si volvieran a la Tierra.
Según la ESA, desde 1961 se han producido más de 560 eventos de fragmentación, la mayor parte de ellos a causa de explosiones por el combustible presente en las etapas de los cohetes. Sin embargo, dentro de la basura espacial problemas o contaminación espacial consecuencias destacan las colisiones, las cuales, a velocidades orbitales, pueden ser altamente perjudiciales para el funcionamiento de los satélites que están operativos y de los que dependen las telecomunicaciones, Internet o los sistemas de GPS. Por el momento, en total solo se han producido siete, siendo la mayor de ellas aquella que acabó con la destrucción del satélite ruso inoperativo Kosmos 2251 y del satélite en servicio Iridium 33; pero se irán multiplicando. La progresión matemática calculada por los expertos, cifran en más de 18 choques al año como el número de accidentes producidos por estas chatarras para dentro de dos siglos.
Y estas colisiones, a su vez, aumentarán los objetos peligrosos en órbita, lo que se conoce como Síndrome de Kessler. Según esta teoría de Donald Kessler, científico jubilado de la Nasa dedicado a la investigación de los residuos orbitales, cuando la densidad de los objetos en la órbita baja terrestre sea lo bastante elevada como para que las colisiones entre objetos y desechos creen un efecto de cascada en el que cada impacto genere nuevos residuos que, a su vez, aumenten la probabilidad de nuevas colisiones; llegados a ese punto, ciertas órbitas alrededor de la Tierra se volverían completamente inhóspitas.
Según Donald Kessler, “encontrar la forma de eliminar al menos una parte de toda esa chatarra espacial debería constituir un objetivo prioritario a nivel mundial. La comunidad científica está de acuerdo en que hemos alcanzado un punto de inflexión, donde los desechos seguirían aumentando incluso si cesaran todos los lanzamientos. Parece que hace falta una colisión como la de los satélites Cosmos e Iridium para captar la atención de todo el mundo. A eso se reduce todo… y es algo que ya debería haber sucedido”.
Además, el problema de la basura espacial consecuencias está a punto de empeorar debido al auge de las “megaconstelaciones” formadas por miles de satélites, como Starlink, una red de Internet de banda ancha desplegada por la compañía SpaceX. Y ese no es más que uno de entre muchos proyectos similares: ya se está desplegando otra megaconstelación de una empresa llamada OneWeb, y el proyecto Kuiper de Amazon pretende crear una de hasta 3200 satélites en un futuro próximo.
“Aunque todos estuvieran diseñados para estrellarse contra la atmósfera al final de su vida útil, contar con tantísimos satélites en el espacio multiplicará mucho los riesgos de colisión y los costes de gestión. Se calcula que con una constelación tan grande como la que plantea Starlink habría millones de avisos de choque y habría que hacer miles de maniobras de evasión anuales. Por ello, sería conveniente limitar este tipo de constelaciones a órbitas bajas, donde las consecuencias de las colisiones son mucho menos duraderas. Al menos, mientras se mejoran las técnicas de desorbitado y limpieza de basura espacial”.
Por otra parte, según un estudio publicado en la revista “Monthly Notices of Royal Astronomical Society”, en el que han participado investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela, la cantidad de objetos que orbitan la Tierra podría elevar el brillo general del cielo nocturno en más del 10 % por encima de los niveles de luz natural en una gran parte del planeta. Esto supone una contaminación lumínica que dificulta a los astrónomos obtener medidas precisas y fomenta la probabilidad de que se pierdan por completo muchos descubrimientos importantes.
Según el equipo, los satélites y la basura espacial “arruinan” las imágenes astronómicas al dispersar la luz solar reflejada. Esto genera «rayas brillantes» que hacen difícil distinguir los desechos del objeto de estudio. En algunas ocasiones hace imposible obtener una imagen clara.
“Estos satélites reflejan parte de la luz del Sol y de noche habría una nueva presencia de luz en el cielo. Esto significa que, ni en los rincones más oscuros del planeta, podríamos observar el cielo correctamente, de acuerdo con los requisitos de la Unión Astronómica Internacional”.
Basura espacial soluciones
La mejor solución para lidiar con la basura espacial es no generarla, como en todo, siempre es mejor prevenir que curar, por tanto, sería bueno reducir el número de misiones que se lanzan cada año al espacio.
Así pues, entre las medidas preventivas que se están comenzando a tomar para evitar riesgos se encuentran:
- Estudio y medida de objetos mediante radar, así como mediante telescopios ópticos. En referencia a esto, la empresa GMV con sede en Madrid, ha sido escogida por la agencia alemana para diseñar un software que permite localizar, clasificar y predecir el avance de los residuos que orbitan a miles de kilómetros, para así saber cómo son y dónde están en cada momento esos objetos.
- Intentar reducir el número de objetos que puedan convertirse en basura espacial.
- Establecer de acuerdos internacionales.
- Revisar y eliminar fallos en las medidas de prevención de desechos, cosa que la ESA está haciendo precisamente a través de su Programa de Seguridad Espacial.
- Vigilar con más detenimiento el estado de los sistemas espaciales, así como el cumplimiento a nivel mundial de las medidas de reducción de desechos bajo su jurisdicción.
- Diseñar cohetes y naves que minimicen la cantidad de material que se desprende durante el lanzamiento y las operaciones debido a las duras condiciones del espacio, como el sistema CAT (Return Capture Payload Bay o Plataforma de captura para retorno de carga útil), desarrollado por GMV, en colaboración con AVS Added Value Solutions.
- Evitar explosiones liberando la energía acumulada, mediante la pasivación de las naves una vez finalizada su vida útil.
- Alejar las misiones difuntas de la órbita de los satélites operativos, ya sea mediante su desorbitación o su traslado a una órbita cementerio.
- Prevenir las colisiones en el espacio mediante una cuidada selección de las órbitas y efectuando maniobras anticolisión.
- Programar el satélite para que salga de la órbita al final de su vida útil y se destruya al entrar en contacto con la atmósfera.
- Reutilizar cohetes que regresen intactos a la superficie, como los empleados por Space X.
- Frenar los fragmentos vaporizando su superficie con un láser de alta potencia, lo que hace que frenen y decaigan.
- Provocar que los satélites y cohetes vuelvan antes a la Tierra y así evitar que estén más tiempo pululando por el espacio.
- La imposición de sistemas de maniobra, recarga de combustible y retirada de órbita en futuros satélites.
Además, cabe indicar que existen normas ISO internacionales para diseñar misiones espaciales que no contribuyan a la creación de basura espacial, y en 2018, la Comisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (COPUOS) formada por 92 países miembros de la ONU, aprobó una guía para el desarrollo sostenible del espacio que incluye medidas para controlar la basura espacial.
En este sentido, la Agencia Espacial Europea ha conseguido aprobar la iniciativa Zero Debris Charter con el objetivo de llegar a ser neutros en las operaciones y que no prolifere la basura espacial. “Se trata de no dejar objetos orbitando sin control y de que todo satélite, pasada cierta cantidad de años, regrese a la atmósfera o se envíe a una órbita cementerio en la que no ponga en peligro futuras operaciones”.
La ESA trabaja activamente dando apoyo a las directrices de sostenibilidad a largo plazo de las actividades espaciales de la Comisión sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos de la ONU, incluida la financiación de la primera misión del mundo para desorbitar un residuo espacial, la ayuda para crear una clasificación de sostenibilidad espacial internacional y el desarrollo de tecnologías para automatizar la evasión de colisiones y reducir el impacto en nuestro entorno de las misiones espaciales.
Y la NASA anunció recientemente su Estrategia de Sostenibilidad Espacial, un plan integral que tiene como objetivo mejorar el seguimiento, el monitoreo y la gestión de satélites y escombros orbitales. La estrategia también se centra en el desarrollo de tecnologías para realizar maniobras de evasión de colisiones que puedan mitigar riesgos.
Sin embargo, al no existir una autoridad competente sobre el espacio, son los países los que tienen que adherirse voluntariamente a los acuerdos y establecer legislación al respecto.
Por otro lado, el economista Matthew Burgess propone aplicar una tasa anual por el uso de la órbita, lo cual trasladaría la responsabilidad de mantenerla limpia a los operadores y generaría un incremento del valor de los satélites.
Soluciones para la basura espacial, cómo retirarla
Por su parte, las soluciones para la basura espacial más tecnológicas, se centran en desarrollar sistemas para la recogida y retirada de la basura espacial de la órbita de interés. Los expertos reconocen que hacer frente a este problema es complicado y costoso, por lo que sería necesario que los investigadores idearan nuevos métodos para solventar esta clase de problemas.
Se han propuesto varias soluciones para limpiar el medio ambiente alrededor de la Tierra, pero, por el momento, la carencia de financiación impide que ninguna se ponga en práctica, puesto que hacer una limpieza a fondo del espacio costará millones de euros. Y resulta imposible luchar contra los desechos espaciales si las partes interesadas, es decir quienes usan y usarán el espacio más adelante, no colaboran y contribuyen a ello.
Asimismo, hay que tener en cuenta que no existe una solución integral para el problema de la basura espacial. Retirar los grandes armazones de los cohetes es una tarea muy distinta a eliminar una masa equivalente formada por muchos objetos pequeños que giren en una variedad de órbitas. Hay ciertos desechos como los pesos empleados para reducir el giro de los satélites, que son bloques sólidos de metal, o las mantas térmicas, delgadas como el papel, que necesitan distintas estrategias para su eliminación; así como las partículas que miden entre 1 y 10 cm representan un gran riesgo de colisión y son mucho más complicados de detectar y retirar.
Con respecto a las distintas propuestas tecnológicas como soluciones para la basura espacial, se han propuesto redes, disparos con un láser, arpones, enormes bolas de espuma, ráfagas de aire, cables conductores y velas solares, así como brazos y tentáculos robóticos para recoger los desechos, como soluciones para retirar nuestra basura orbital.
Ya en el año 2014, la Agencia Espacial Federal Rusa propuso un proyecto de construcción de un aparato que iría eliminando una parte de la basura espacial, comenzando en la órbita geoestacionaria, el cual, en cada lanzamiento sería capaz de sacar de la órbita unos 10 satélites, en el lapso de 6 meses, llevándose a los satélites inservibles a una órbita cementerio (de mayor altura que la geoestacionaria).
La misión de Demostración de Servicios al Final de la Vida Útil de Astroscale (ELSA-d), es una misión de dos satélites desarrollada por Astroscale, una empresa de servicios satelitales con sede en Japón. Consta de un satélite “prestador de servicios” diseñado para recoger los residuos en órbita de forma segura, y de un “cliente” que hace las veces de objeto de interés. El proyecto pretende mostrar un sistema magnético capaz de capturar objetos estables o incluso descontrolados, ya sea para retirarlos o para repararlos en órbita. Ahora mismo, ELSA-d está dando vueltas en una órbita terrestre. Tras un programa de pruebas de varias fases, ambos satélites saldrán juntos de su órbita y se desintegrarán durante su abrasadora reentrada a la atmósfera terrestre.
Tras el despegue, el fundador y director general de Astroscale, Nobu Okada, declaró que “ELSA-d demostrará su capacidad para eliminar desechos e impulsará cambios legislativos y potenciará el modelo de negocio de los servicios de eliminación de residuos, ya sea operativos o al final de su vida útil. El lanzamiento supone un paso hacia la consecución de un desarrollo seguro y sostenible del espacio que redunde en beneficio de las generaciones futuras”, sostuvo.
Musk apuesta por utilizar el carenado de la Starship, la estructura en forma de concha en la que se lleva la carga, para recoger basura espacial. En su configuración estándar, esa estructura mide 9 metros de diámetro y tiene un volumen interno de 1.100 m3, lo que proporciona el mayor volumen de carga en una nave espacial que haya habido nunca.
Por su parte, la ESA se ha asociado con la empresa suiza ClearSpace para acabar con la basura espacial. Para ello, ha diseñado una nave equipada con tentáculos mecánicos que atrapa los objetos y luego los saca de su órbita para que caigan a la Tierra y se destruyan en la reentrada. La estimación es que esta misión esté lista para 2025.
Y por otro lado, el proyecto RemoveDEBRIS está pensado para atrapar los desechos de basura espacial más pequeños. Se trata de un sistema de redes que recoge estos objetos diminutos que suelen viajar en constelaciones. El sistema funciona, se probó con éxito en 2018, pero necesita más financiación para ponerse en marcha.
Finalmente, cabe señalar que en la órbita geoestacionaria hay un claro interés comercial por parte de los operadores de liberar sus trayectorias de satélites difuntos y basura, pues de no hacerlo pondrían en grave peligro sus naves y sus resultados económicos. Sin embargo, el gran problema es que cualquier tecnología eficaz que sirva para eliminar los desechos existentes, también se podría usar como arma antisatélite. Esa es otra caja de Pandora que requiere diplomacia y negociación y, lo más importante, confianza a nivel internacional.
Asimismo, la gente confía en que los Gobiernos tengan el sentido común de ayudar a crear y establecer un mercado para que las empresas se dediquen a este tipo de actividades. Para que eso ocurra, los países que desarrollan actividades espaciales deberían acordar que el espacio cercano a nuestro planeta es un ecosistema como la tierra, el aire y los océanos, por lo que también requiere de protección ambiental.
Así pues, debemos considerar el entorno espacial un recurso natural limitado y compartido, establecer una serie de normas internacionales para prevenir la contaminación espacial y poner en marcha las mejores soluciones de retirada y eliminación de basura espacial.
Fuentes: Wikipedia, ESA, Iberdrola y El Confidencial
