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La basura espacial, a día de hoy

14/10/2020 344 views 12 likes
ESA / Space in Member States / Spain

En la órbita alrededor de la Tierra permanecen atrapados fragmentos de antiguas misiones espaciales que, fuera de control, amenazan nuestro futuro en el espacio. Con el tiempo, el número, la masa y el área de estos residuos es cada vez mayor, lo que supone un riesgo para los satélites en funcionamiento.

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.

Desde el comienzo de la era espacial en 1957, se han lanzado toneladas de cohetes, naves e instrumentos al espacio. Al principio no se preveía qué hacer con ellos al final de su vida útil, por lo que su número no ha dejado de crecer y las explosiones y colisiones en el espacio han generado cientos de miles de desechos peligrosos.

“El actual problema de los residuos espaciales se debe sobre todo a las explosiones en órbita, provocadas por el remanente de energía (combustible y baterías) a bordo de naves y cohetes. A pesar de las medidas que llevan aplicándose años para evitarlas, su número no ha descendido. Y aunque se están introduciendo mejoras en la eliminación de los materiales una vez finalizadas las misiones, su aplicación es lenta”, señala Holger Krag, director del Programa de Seguridad Espacial de la ESA.

Reducción de la generación de basura espacial
Reducción de la generación de basura espacial

“Visto el constante aumento del tráfico espacial, tenemos que desarrollar y ofrecer tecnologías que eliminen los fallos en las medidas de prevención de desechos, cosa que la ESA está haciendo precisamente a través de su Programa de Seguridad Espacial. Al mismo tiempo, los reguladores deben 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”.

En la actualidad existen directrices y normas internacionales que especifican claramente cómo podemos lograr un uso sostenible del espacio:

  • 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
  • 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

Numerosas agencias espaciales, empresas privadas y otros actores están cambiando su comportamiento para seguir estas directrices. Pero ¿es suficiente?

Tendencias preocupantes

Los objetos que ponemos en órbita ocupan espacio, al igual que los desechos que generan. El área cada vez mayor que abarcan estos objetos incrementa espectacularmente la probabilidad de que se produzcan colisiones. Rojo (PL) = cargas útiles; naranja (RB) = cohetes; verde oscuro (RM) = objetos relacionados con misiones de cohetes.
Los objetos que ponemos en órbita ocupan espacio, al igual que los desechos que generan. El área cada vez mayor que abarcan estos objetos incrementa espectacularmente la probabilidad de que se produzcan colisiones. Rojo (PL) = cargas útiles; naranja (RB) = cohetes; verde oscuro (RM) = objetos relacionados con misiones de cohetes.

Cada vez generamos más basura.

El número de desechos, su masa combinada y el área total que ocupan ha crecido sin parar desde el comienzo de la era espacial. Esta tendencia se ha visto avivada por el gran número de naves y etapas de cohetes que se han desintegrado en órbita.

El área total que ocupa la basura espacial es importante, ya que está directamente relacionada con el número de colisiones que se esperan en el futuro. Según están las cosas, se prevé que las colisiones entre desechos espaciales y satélites en funcionamiento pasen a ser la fuente principal de generación de residuos, superando a las explosiones.

Los residuos espaciales se generan de formas muy distintas. Por cada “evento de fragmentación” se pueden sumar miles de pedazos de basura peligrosa a la órbita terrestre.
Los residuos espaciales se generan de formas muy distintas. Por cada “evento de fragmentación” se pueden sumar miles de pedazos de basura peligrosa a la órbita terrestre.

Los eventos generadores de residuos son cada vez más comunes.

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.

El lado bueno

Los satélites y cargas útiles enviados a la órbita baja terrestre que intentan cumplir las medidas de reducción de desechos son más numerosos que hace 20 años. No obstante, el progreso sigue siendo demasiado lento.
Los satélites y cargas útiles enviados a la órbita baja terrestre que intentan cumplir las medidas de reducción de desechos son más numerosos que hace 20 años. No obstante, el progreso sigue siendo demasiado lento.

Se está haciendo lo posible por seguir las normas (aunque aún no es suficiente).

Si bien no todos los satélites actuales cumplen las directrices internacionales, cada vez son más los actores que tratan de seguir las normas. Durante la última década, entre el 15 y el 30 % de las cargas útiles lanzadas a órbitas no conformes en la región de la órbita baja terrestre (excluyendo naves relacionadas con vuelos tripulados) han intentado cumplir las medidas de reducción de desechos. Entre el 5 y el 20 % lo lograron, y en 2018 se alcanzó el máximo del 35 % gracias a la desorbitación activa de la constelación Iridium.

El 80 % de los cohetes lanzados en la actualidad intentan ‘limpiar’ la órbita baja terrestre y la mayoría lo consigue, frente a poco más del 20 % a principios del milenio.
El 80 % de los cohetes lanzados en la actualidad intentan ‘limpiar’ la órbita baja terrestre y la mayoría lo consigue, frente a poco más del 20 % a principios del milenio.

Cada vez son más los cohetes que se eliminan de forma segura. 

Con relación a los cohetes, cada vez son más los que se eliminan de manera sostenible. Entre el 40 y el 80 % de los lanzados a una órbita baja terrestre no conforme durante esta década intentaban cumplir las medidas de reducción de desechos y, de estos, lo consiguieron entre el 30 y el 70 %.

De todos los cohetes lanzados en la última década, entre el 60 y el 80 % (en términos de masa) siguieron las medidas de reducción. Ciertos cohetes se sitúan en una órbita baja terrestre que permite que se desintegren de manera natural en la atmósfera, pero un número significativo se dirige directamente de vuelta a la atmósfera, donde se queman o efectúan una reentrada en algún área deshabitada. Estas prácticas están aumentando, y desde 2017 alrededor del 30 % de los cohetes realizan reentradas controladas.

Esto es una buena noticia. Las etapas de cohetes son de los objetos más grandes que enviamos al espacio y corren un riesgo importante de acabar provocando colisiones catastróficas. Cualquier paso que garantice que no permanecen en órbita después de un máximo de 24 horas tras su lanzamiento es digno de celebrar. 

El número de pequeños satélites lanzados a la órbita cercana a la Tierra ha aumentado drásticamente en los últimos diez años, en parte debido al crecimiento de las constelaciones satelitales.
El número de pequeños satélites lanzados a la órbita cercana a la Tierra ha aumentado drásticamente en los últimos diez años, en parte debido al crecimiento de las constelaciones satelitales.

Hay más satélites en órbitas de baja altitud, donde se queman de manera natural.

La cantidad de “tráfico” lanzado a la región protegida de la órbita baja terrestre (de hasta 2.000 km de altitud) está cambiando significativamente, sobre todo debido a la proliferación de pequeños satélites y constelaciones.

Alrededor del 88 % de las cargas útiles pequeñas lanzadas a esta región seguirán naturalmente las medidas de reducción de desechos espaciales debido a su baja altitud, pues se desintegrarán en la atmósfera terrestre.

Se calcula que, por este mismo motivo, entre el 30 y el 60 % de toda la masa satelital (excluyendo los satélites dedicados a vuelos tripulados) cumplirán las directrices sobre fin de la vida útil. 

“En nuestro último informe se ve claramente cómo se ha acelerado el aumento de los satélites lanzados a la órbita baja terrestre”, explica Tim Florer, director de la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA.

“Hemos observado cambios fundamentales en la forma en que usamos el espacio. Para seguir aprovechando la ciencia, la tecnología y los datos que nos ofrece el trabajo en el espacio, es vital que logremos un mejor cumplimiento de las directrices existentes de reducción de desechos espaciales tanto en el diseño como en las operaciones de las naves. No se debe dejar de insistir en su importancia, esencial para el uso sostenible del espacio”.

En los últimos años, todos los satélites en órbita geoestacionaria han intentado repetidamente alejarse de manera responsable una vez alcanzado el final de su misión.
En los últimos años, todos los satélites en órbita geoestacionaria han intentado repetidamente alejarse de manera responsable una vez alcanzado el final de su misión.

La tasa de reducción de desechos en la órbita geoestacionaria es elevada.

Los satélites lanzados a la región geoestacionaria protegida, entre los 35.586 y los 35.986 km de altitud, presentan altas tasas de conformidad con las medidas de reducción de desechos. Entre el 85 y el 100 % de los que han alcanzado el final de su vida útil en esta década han intentado cumplir estas medidas, de los cuales lo han conseguido entre el 60 y el 90 %.

En 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.

Y ahora ¿qué?

El análisis sistemático de los cambios de comportamiento en el espacio, en términos de adopción de las medidas de reducción de desechos, ofrece motivos para ser moderadamente optimistas, algo que no sucedía hace una década.

Si se adoptan con rapidez, las inversiones sostenidas en nuevas tecnologías para pasivar y eliminar las misiones permitirán a nuestro entorno hacer frente al aumento continuo en el tráfico espacial y abordar operaciones cada vez más complejas.

Distribución de la basura espacial alrededor de la Tierra
Distribución de la basura espacial alrededor de la Tierra

Debemos considerar el entorno espacial un recurso natural limitado y compartido. La continua generación de basura espacial acabará provocando un síndrome de Kessler, 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.

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.

Para más información, recomendamos consultar las páginas web de las oficinas de Desechos Espaciales y Espacio Limpio de la ESA, que forman parte del Programa de Seguridad Espacial, así como la de nuestra próxima conferencia sobre basura espacial, la mayor del mundo sobre el tema, que tendrá lugar en abril de 2021.

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