domingo, 15 de agosto de 2010

Basura espacial

Autores: Silvina Cabrera - Juan Castillo - Marta Gutierrez

INTRODUCCION

La corteza espacial que rodea nuestro planeta tiene una órbita propia que atrapa de forma irremediable toda aquella proliferación de restos espaciales, como satélites, plataformas científicas y diferente instrumentación desechada en el espacio por los científicos astronáuticos, esa chatarra espacial que se vuelve inservible para los astronautas, produce una fuerte contaminación que también se traduce en contaminación medioambiental cuando estos restos, o sus consecuentes elementos tóxicos, se deslizan paulatinamente hacia nuestro planeta.-
Según hemos sabido siempre, nuestra atmósfera terrestre es la protección perfecta ante cualquier actividad perjudicial para el ser humano ya que su composición evita la entrada de cualquier elemento perjudicial para la vida. Se podría decir que ella es la principal causante de que la vida en nuestro planeta haya podido evolucionar a través de miles de años.- Aún así, el hecho de que la gravedad siempre venza, hace que los elementos ajenos al estado natural de su órbita, tales como meteoritos o los citados residuos, sean arrastrados hacia el interior como atraídos por la fuerza inconmensurable de un gigantesco imán, que no deja de ser otro que el núcleo terrestre.
De esta forma, se mantiene la vida, pero también corremos el riesgo de colisionar en cualquier momento con cualquiera de los elementos espaciales que rodean nuestro universo, incluidos obviamente, los restos tecnológicos espaciales. Si a esto le sumamos el hecho de que no sólo no se ha estudiado seriamente la forma de eliminar estos residuos, si no que ellos habitan de forma arbitraria por el espacio, nos daremos cuenta del peligro real que corre nuestro planeta.

¿QUE ES LA BASURA ESPACIAL?

Basura Espacial, también conocida como chatarra espacial es cualquier objeto artificial sin utilidad que orbita la Tierra, es decir todos aquellos desperdicios y material inutilizable que fueron quedando suspendidos en el espacio, muchos restos de estos elementos no regresan a la atmósfera, se encuentran a una altura entre los 2.000 y 35.780 km. y quedan orbitando a velocidades que superan los 27.000 km/h. Se estima que gran cantidad de basura que se encuentra suspendida en el espacio son naves que se han quedado obsoletas, restos de cohetes y otros objetos desprendidos durante las misiones espaciales.-
Actualmente hay unos 8.000 objetos catalogados mayores a 10 cm, y según las estadísticas son 4.500 toneladas de metal las que giran alrededor de la Tierra. En teoría éstos seguirán ahí arriba eternamente, sin embargo, nuestra atmósfera hace una “limpieza natural” cada vez que se acercan demasiado y son
desintegrados por el intenso calor.
Toda esa acumulación de objetos artificiales circulando en órbitas geocéntricas no controladas, provienen fundamentalmente de varias fuentes como hemos mencionados:
a- Equipos no operativos: han alcanzado el fin de su vida, puede ser que hayan sido abandonados en su órbita o bien transferidos a otras órbitas, esto es debido a que tan sólo los equipos habitados y algunos otros que se encuentren en órbitas muy bajas son devueltos a la Tierra.
b- Cuerpos de lanzaderas: según la órbita a alcanzar los equipos se lanzan con una o más etapas de propulsores. Son de gran tamaño y tienen la posibilidad de explosión a causa de sus fuentes de energía.
c- Basura relacionada con las misiones: Son los objetos liberados en el despliegue, activación y operación de un equipo espacial, generalmente de tamaño pequeño.
d- Basura fragmentada: Son el resultado de una explosión o el producto del
deterioro. Las explosiones crean un elevado número de pequeños objetos que tienen un amplio rango de velocidades iniciales, esto hace que los fragmentos se esparzan por distintas órbitas. Por el contrario, los fragmentos causados por el deterioro se separan de la nave o cohete con una baja velocidad relativa y por tanto no sufren un gran cambio de órbita; la pintura de las naves es uno de ellos.
e- Colisiones entre estos objetos.
f- Permanencia en órbitas no controladas de satélites que han terminado su vida útil.
HISTORIA

Las misiones y objetos enviados al espacio desde 1957 han ido dejando una gran cantidad de restos que desde hace ya tiempo se han convertido en un grave problema en cuanto a la seguridad de las misiones por el riesgo de impacto que suponen.
El primer registro oficial de la generación de basura espacial corresponde al desprendimiento de una etapa del cohete Ablestar que puso en órbita al satélite Transit 4A, el 29 de junio de 1961 y tres años después se dio la primera destrucción intencional de un satélite, el Kosmos 50, al no ser recobrado según lo planeado por los soviéticos que lo pusieron en órbita y desde entonces se ha ido generando una cantidad impresionante por distintas causas que después veremos.
En noviembre de 1960, partes de un satélite norteamericano cayeron sobre Cuba causando gravísimos daños a propiedades y la muerte de una vaca. También el 5 de junio de 1969, navegantes japoneses fueron lastimados al ser golpeados por fragmentos de un satélite soviético.
El 18 de Septiembre de 1977, Rusia lanzó su satélite de poder nuclear COSMOS 954 para vigilancia naval, este satélite se desintegró sobre Canadá en 1978, resultando una polución radiactiva sobre un área del tamaño de Austria. Canadá pidió a Rusia que se le proveyera información sobre especificaciones del COSMOS 954. Rusia respondió, ofreciéndose a limpiar los restos de su Satélite COSMOS 954. Canadá declinó la oferta Soviética. La unión de Estados Unidos y Canadá para limpiar, fue lo que se llamó "operación luz de la mañana". Canadá facturó a Rusia por seis millones de dólares en 1979, pero no buscó que se le reintegraran los gastos norteamericanos que habían ascendido hasta los 25 millones de dólares.
El incidente del COSMOS 954 en el año 1978, dio pautas sobre cómo deben comportarse los Estados con respecto a los accidentes de satélites; esas pautas se relacionan con las obligaciones de:
a) el deber de poner sobreaviso;
b) el deber de proveer información;
c) el deber de limpiar;
d) el deber de compensar los daños.
En 1989 la NASA reportó que un satélite norteamericano estaba fuera de control y que se desintegraría sobre parte de Africa; Sudamérica; India; el Sudeste Asiático y Australia, a menos que una operación de rescate fallara al querer regresar el satélite sano a la tierra. En 1991 cayeron sobre Argentina sin causar las 40 toneladas de la estación espacial Salyut. De acuerdo al Informe del grupo de Estudios de desechos espaciales del Japón de marzo de 1993, nosotros deberíamos observar unos 7.000 desechos de más de 10 cm. de diámetro menores a una altura de 5.000 km. en la órbita espacial. Dicho grupo de estudios concluyó que el promedio de colisión entre desechos espaciales crecerá alrededor de tres veces en el año 2005.
- El portador recuperable europeo (EURECA) fue lanzado el 31 de julio de 1992 por la lanzadera Atlantis, puesto en una órbita en una altitud de 508 kilómetros y recuperado el 1 de julio de 1993. El satélite llevó varios experimentos de microgravedad, observaciones solares, y materiales tecnológicos.
-Durante un periodo de máxima actividad solar, entre los años 1989 y 1990, el número de objetos censados pasó de unos 7.300 a unos 6.700., un promedio de 3 objetos catalogados fueron desorbitados cada día, limpiando el espacio alrededor de nuestro planeta de más de 560 toneladas de metal en un sólo año
Con el lanzamiento del Sputnik I, primer satélite espacial comenzó a generarse basura espacial. Desde esa fecha se han puesto en órbita más de 5000 elementos, los cuales, conforme van cumpliendo su tiempo de vida útil van siendo abandonados. Actualmente existen tres órbitas que almacenan basura:
1) La órbita baja.
2) La órbita cementerio.
3) La órbita geoestacionaria.
Es decir que hay que distinguir la diferencia entre las órbitas bajos los 5000 km. de altitud denominadas “órbitas bajas” o LEO ("Low Earth Orbit") y las que originan en objetos geostacionarios, es decir que recorrían órbitas circulares en el plano ecuatorial a una altitud aproximada de 36.000 km. con velocidad angular igual a la de rotación de la Tierra. Estas últimas se denominan “orbitas gestacionarias” GEO ("Geostationary Orbit") y son las de los satélites de comunicaciones que han superado su vida útil.
La mayor proliferación se produce en, la órbita baja o LEO y se estima que actualmente la masa total de circulación es del orden de las 3000 toneladas de fragmentos de diferentes tamaños (de entre 15 cm. y 1 metro) y donde se pueden hallar objetos de los más diversos, desde una simple botella, hasta material de reparación y montaje, pasando por restos de satélites dañados o accidentados.
El cohete PEGAUSUS, por ejemplo, fue enviado al espacio en el año 1994, explotó dos años después, generando varios cientos de miles de fragmentos, incluso los más milimétricos son sumamente peligrosos; un astronauta que realizase un paseo espacial e impactase en su traje un diminuto fragmento de pintura, le causaría la muerte en el acto, ya que la mayoría de ellos viajan a varios miles de miles de kilómetros por hora. En el año 1965 el astronauta Edward HITE, perdió un guante en el espacio de unos 30 cm. que se desintegró en la atmósfera un mes después, pero mientras tanto estuvo viajando a 28.000 Km/hora, a esa velocidad, si una nave interceptase el guante en su camino, quedaría destruida. En el año 1979, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA) reportó que ya han sido lanzados al Espacio 11.366 objetos espaciales de los cuales 4.633 objetos, y luego unos 6.733, ya habían entrado en la atmósfera de la tierra. Nueve años más tarde, en 1989, la Comisión Norteamericana de Defensa Aeroespacial (NORAD), quien tiene la capacidad de juntar objetos en el espacio del tamaño de 10 cm. de diámetro, a una distancia de 500 km., reportó que habían sido lanzados un total de 19.037 objetos en el espacio, de los cuales unos 12.000 habían ingresado en la atmósfera de la tierra. De esos objetos espaciales, si bien los mismos fueron lanzados adicionalmente constituyendo un testimonio del progreso logrado en la exploración y explotación del espacio ultraterrestre, un 95% hoy en día no funcionan, no se controlan y constituyen lo que se llama basura o desechos espaciales.
El grupo de basura de tamaño pequeño está formado por objetos con un diámetro menor de 1mm y un peso menor de 1mg. La cantidad de objetos de este tipo es considerablemente grande. El conocimiento que se tiene de esta basura proviene básicamente de la observación de los equipos que vuelven a la Tierra. Las fuerzas perturbadoras, afectan a esta basura de forma más intensa que a los dos tipos anteriores. Este tipo de impactos pueden alterar la capa protectora térmica y producir algún fallo en los sistemas de la nave y además la frecuencia de choque es muy elevada.-
Otro aspecto a tener en cuenta es la velocidad que pueden alcanzar. Si nos situamos en la órbita LEO, la velocidad relativa entre objetos es de unos 10 km /s.-Otro Ejemplo: a 400 km. de altura una partícula de pintura de 1 mm. de diámetro puede llegar a alcanzar los 6 km/s y atravesar el traje espacial de un astronauta. La probabilidad es de 1 impacto por cada 3 años. En la órbita GEO la velocidad relativa es de unos 3 km/s.
Los efectos que tienen los impactos de basura espacial sobre las naves espaciales dependen del tamaño de los restos, la velocidad de los impactos, la configuración y la composición de las naves espaciales, los componentes de los materiales que impactan, y el ángulo con el que impactan con la nave. Si el ángulo con el que impactan es mayor de 60º las consecuencias son peores. La proporción de colisiones a alta velocidad crece para objetos con orbitas con inclinaciones altas.
Con radares y telescopios ópticos se han detectado, en las distintas órbitas terrestres, unos 9000 objetos y sólo alrededor de 700 son satélites operativos, pero se estima que pueden existir más de 150.000 fragmentos con tamaños entre 1 y 20 cm no localizados, y a esto hay que añadir que la basura crece de forma exponencial debido a que las colisiones entre desechos ya existentes producen un aumento en el número de partículas pequeñas.
Todos estos restos se interponen en el camino de las naves que exploran y también obstaculizan el tránsito por las regiones de altitud más útiles en la actualidad, la LEO y la GEO . El flujo de restos en LEO es mayor por el menor volumen de esta órbita y por la mayor velocidad que alcanzan los objetos en ella. Los lugares más concurridos por el tránsito de basura se hallan a 850, 1500 y 2000 kilómetros de la Tierra
La órbita GEO despierta mayor interés al ser la más utilizada por los satélites de comunicaciones, entre ellos los españoles Hispasat. Observaciones realizadas desde la Estación Óptica Terrestre estiman que pueden existir más de 3.000 objetos con tamaños entre 15 y 100 cm. Y la probabilidad de colisión entre dos objetos con tamaño superior a 1 m es de 1/500 por año.
La preocupación por esta realidad se traduce en el esfuerzo de todas las agencias espaciales, los estudios se centran principalmente en conocer su distribución espacial y sus características. Un primer paso ha sido el seguimiento permanente de desechos, averiguando sus parámetros orbitales (periodo, inclinación, apogeo y perigeo) , pasándo a incluirse en un catálogo, junto con información acerca de su origen y su sección cruzada radar u óptica. Una vez determinados, continúa su seguimiento periódico ya que están sujetos a numerosas perturbaciones.
Para lograr su detección tenemos que tener presente que a medida que la altura de la órbita se incrementa, también lo hace el tamaño mínimo de los objetos detectables. A 2.000 km de altura son detectables tamaños de 10-30cm y a 5.000 km tamaños de 1 m. A partir de los 5.000 km los sensores más empleados son los ópticos que son capaces de seguir objetos de 1 m. en órbitas GEO, mientras que para órbitas más bajas se suele emplear el radar. En ambos tipos de mediciones están involucradas unas 50 instalaciones que realizan un promedio de 150.000 observaciones diarias, entre ellas el SSN (Space Surveillor Network) de EEUU con más de 20 radares y sensores ópticos y el SSS (Space Surveillor System) de Rusia con 10 radares para seguimiento de órbitas bajas y 12 dispositivos ópticos y electroópticos para órbitas más altas.
RIESGO DE ACCIDENTE

El problema de la basura espacial debería ser relativamente fácil de resolver. Concierne directamente a las grandes potencias que han hecho las mayores inversiones en instalaciones espaciales, como Estados Unidos, Rusia y Francia. La protección del medio ambiente se menciona en dos de los tres convenios de las Naciones Unidas que rigen las actividades espaciales (ver abajo), pero no se ha establecido ninguna obligación de limitar esos desechos. “Estados Unidos no quiere nada que pueda asemejarse a una reglamentación internacional”, muchos otros países, en cambio, reclaman una. Paradójicamente, Estados Unidos es el único país dotado de una reglamentación nacional sobre los desechos en órbita y el gobierno norteamericano está empeñado en reforzar esas leyes, cuya aplicación resulta sumamente cara. Es mucho más oneroso construir un satélite que no lanza al espacio sus cohetes de refuerzo en el despegue que otro que lo hace. “Cuando las lanzaderas menos costosas y más contaminantes construidas por otros países empiecen a reducir la ventaja competitiva de Estados Unidos, la administración de ese país será favorable a los reglamentos internacionales”, predice Schrogl. “Estados Unidos preferiría que las reglas se fijen en un foro no gubernamental donde podría hacer lo que quisiera. Pero está obligado a pasar por la Organización de las Naciones Unidas.”
El problema de la responsabilidad jurídica revela un grave vacío en el actual derecho internacional del espacio. Todos los acuerdos importantes en la materia fueron negociados durante la Guerra Fría, en una época en que los Estados eran los únicos actores. Hoy se construyen cada vez más objetos espaciales lanzados o administrados por empresas privadas. Ahora bien, no existe ningún procedimiento oficial de autorización. Schrogl observa que al omitir instaurar lo que él llama un “permiso de conducir” para la circulación espacial, los Estados han creado las condiciones de colisiones internacionales en serie.

CAUSAS y CONSECUENCIAS
Como lo mencionamos, los satélites inservibles, las etapas y equipos astronáuticos, o las plataformas de investigación, se pasean por nuestra órbita planetaria de forma arbitraria y sin ningún tipo de control. Cuando entran por azar, o debido al desgaste y corrosión, en el ámbito terrestre, efectúan su aparición cumpliendo con las normas físicas del rozamiento espacial. Al igual que los meteoros o rocas expulsadas al espacio, cuando se encuentran en la estratosfera, se deshacen, y debido al rozamiento se descomponen, evitando así los males que podrían causar al caer sobre una ciudad, pero desprendiendo de esta manera ciertos elementos tóxicos perjudiciales para la vida.
Muchos de los residuos espaciales, se encuentran a una altitud espacial relativamente bajas (unos 1500 Km aproximadamente) y es ahí donde los peligros acechan de forma más directa. Aunque algunos se mantienen en una órbita superior a la atracción terrestre, podrán permanecer flotando en el espacio hasta tiempo indefinido, si por el contrario bajan hasta donde la atracción orbital sea más poderosa, será cuestión de poco tiempo que entren en la atmósfera y comiencen con el proceso de rozamiento y desintegración. Ambas cosas son perjudiciales, malo el hecho de quedarse flotando en el espacio dado que el peligro de choque con meteoritos, estaciones espaciales activas o naves tripuladas es tangente, malo entrar en la atmósfera porque, al deshacerse, los elementos tóxicos se expanden por encima de la vida y los que no se deshacen por completo pueden causar pequeños trastornos físicos en determinados lugares.-
También las acciones voluntarias generaron basuras. La MIR rusa, como ejemplo de negligencia, lanzó al espacio cientos de residuos durante sus 10 años de vida. Aunque en general todos esos fragmentos y residuos que viajan sin rumbo, se desintegrarían si entrasen en nuestra atmósfera, existen antecedentes de la caída a la Tierra sin control de varios de ellos; algunos muy llamativos, como las 20 toneladas de chatarras procedentes del Skylab, que se dispersaron por Australia y el Índico en 1979. Otro caso significativo ocurrió en 1997, cuando el cohete DELTA se estrelló en una granja de Texas a solo 50 metros de sus habitantes.
Miles y miles de pedazos de satélites y otros objetos que se salieron de control giran alrededor de la tierra. Según promedio, un pedazo de desecho reingresa todos los días a la atmósfera terrestre y mientras la mayoría se incendia o entra en la atmósfera, un gran número sobrevive y puede aterrizar, amenazando la vida y propiedad de las personas.
Se dice que existiría un 30% de posibilidades de que un objeto golpee la tierra, y a medida que el número de objetos espaciales crece, también crece el número de pedazos o partículas, contaminando el espacio y constituyendo una seria amenaza presente y futura para la humanidad.
La NASA ha informado que entre 20.000 y 70.000 desechos espaciales dentro de una altura de 800 a 1.000 km., se encuentran girando alrededor de la tierra. La conclusión es que existen miles de pedazos de satélites y otros objetos que salieron de control, no funcionan y están en órbita alrededor de la tierra.

POSIBLES SOLUCIONES
No existen soluciones inmediatas, ni parece que las haya en un futuro cercano, a la acumulación progresiva de la basura orbital. Independientemente de que se adopten medidas para evitar las emisiones de basuras al espacio, mientras se sigan realizando lanzamientos desde tierra, seguirán existiendo riesgos de contaminación diferida. Solo queda observar y catalogar la basura existente, hasta que se cuente con tecnología adecuada para proceder a su destrucción sin riesgos ni costos exorbitantes.
Aunque la ciencia avanza a pasos agigantados y la evolución tecnológica es constantemente perfeccionada, aún no se ha planteado seriamente una posible solución a la eliminación de todos estos desperdicios espaciales. En los últimos años, la medida máxima tomada por los gobiernos y las agencias espaciales ha sido limitar el lanzamiento anual de satélites al espacio, evitando la indiscriminada y descontrolada invasión tecnológica que parecía mantenerse sobre el espacio a mediados de los años setenta. No obstante, esto no hace si no retrasar ligeramente los peligros que afectan nuestra órbita espacial, ya que todos estos ingenios tecnológicos tienen una vida limitada y atada a las condiciones climatológicas espaciales, con temperaturas exageradamente frías y la excesiva presencia de elementos químicos naturales que resultan corrosivos a la larga. El problema se observa cuando estos ingenios ya inservibles comienzan a desprender elementos tóxicos o combustible residual que podrían llegar a ser peligrosos, tanto en el ámbito espacial, debido a la posibilidad de un encuentro casual entre uno de estos elementos desechados y uno en plena actividad, como a nivel terrestre, ya que, como hemos citado anteriormente, las consecuencias contaminantes pueden ser nefastas.
Por todo esto se han hecho numerosos estudios, investigaciones y trabajos teóricos y experimentales para el análisis y posible control de este fenómeno. En la NASA se encuentran en desarrollo un programa cuyos objetivos son los siguientes:
a) Minimización o reducción de la proliferación espacial.
b) Definición del estado actual de las proliferación, desarrollo de modelos de evolución y mantenimiento de bases de datos para agencias espaciales norteamericanas y extranjeras.
c) Desarrollo de técnicas avanzadas de protección física de futuras emisiones espaciales.
d) Estudio y desarrollo de políticas de regulación de las actividades espaciales.
La Agencia Internacional para la Energía Atómica tiene diseñados planes de emergencia e instrucciones para actuar en estos casos de reentradas con energía nuclear, ya que estos satélites van perdiendo altura y se considera que podrían caer en unos 20 años.
Hoy en día resulta difícil determinar con precisión el momento y lugar en que va a caer un fragmento de basura espacial, diez días antes de su caída sólo se consigue una precisión de 24 horas, y un error de 5 minutos supone un error del lugar del impacto de 2.000 km.
La Agencia Espacial Europea (ESA) cuenta con un Centro de Operaciones Espaciales en Alemania que tiene la misma finalidad. El proyecto para seguir y catalogar los restos espaciales comenzó en enero de 2000, lo realizan astrónomos del IAC y del Instituto de Astrofísica de la Universidad de Berna (Suiza) desde la Estación Óptica Terrestre (OGS)
Al resultar imposible seguir y caracterizar toda la basura orbital, toda aquella que no se puede seguir, se estima tomando muestras en zonas y momentos determinados, para poder tener una visión global de toda la población. Entre lo medios ópticos, la NASA ha utilizado hasta hace poco el telescopio LMT de espejo líquido (5), de 3m de diámetro que detecta basura inferior a 2 cm a más de 500 km de altura, el Michigan Orbital Debris Survey Telescope (MODEST), el 32 Centimeter CCD Debris Telescope (CDT), o el Air Force Maui Optical and Supercomputing (AMOS). En cuanto a los radares, el Cobra Dane el 70 Meter Goldstone, el Kiernan ReEntry Measurement Site (KREMS), el Eglin FPS-85, o el Haystack and HAX y el radar de ionización (6).
También se puede muestrear desde una órbita, aunque por el tipo de sensores que se requiere resulta muy caro, así se han detectado objetos de menos de 1mm a unos 1.000 km. En el año 2.000 la Fuerza Aérea de EE.UU instaló en el satélite Argo un aparato especial llamado Spadus capaz de medir el impacto de partículas muy pequeñas, y por tanto muy difíciles de detectar desde las instalaciones de observación en tierra.
Los estudios predictivos sobre la frecuencia y tipos de impacto que sufrirá una nave espacial a lo largo de su vida útil, los riesgos que se pueden producir, etc influyen en el diseño de las mismas. A la hora de mitigar los efectos de una colisión se protegen los satélites con pantallas. El primero en hacerlo fue el satélite canadiense Radarsat en 1995. Pero esta solución aumenta tanto el peso como el coste, y tan sólo es válida para impactos con desechos menores de 1cm. Con los que superan este tamaño, sólo hay una estrategia posible, huir mediante maniobras de evasión, lo que requiere dotarlos de un sistema propio de propulsión que les permita eludir el choque, y que tienen todas las naves tripuladas pero no siempre las demás. El primer transbordador espacial que tuvo que realizar uno de estos cambios de trayectoria fue el Discovery en 1991, y desde entonces se han realizado bastantes más.
En los estudios de impacto se han enviado naves con la única misión de chocar contra la basura, para luego recuperarlas y analizarlas en Tierra. Es el caso de la LDEF (Long Duration Exposure Facility) de la NASA (foto 4), que permaneció en el espacio desde 1984 a 1990 o también el ODC Colector de Restos Orbitales que utilizó un aerogel para capturar las partículas, o el EURECA (European Retrivable Carrier)(7) En este tipo de estudios el posterior análisis químico de su superficie, plagada de cráteres, permite determinar, en la mayoría de las veces, si el atacante ha sido un meteorito o un resto de basura puesto que la alta velocidad del choque y la vaporización de las partículas dificultan determinar el origen del choque. Otra fuente de análisis son los impactos en naves o equipos que regresan como el Apolo, la MIR o materiales de equipos ,como del Hubble o del satélite Max Solar (foto 5), devueltos para su reparación
Un aspecto diferente en la investigación se centra en el diseño de proyectos de limpieza. Hoy en día, la única forma efectiva de que disminuya la población de objetos en órbita es el frenado por fricción con la atmósfera terrestre, que provoca que algunos fragmentos abandonen su órbita e inicien un movimiento de caída en espiral hacia la superficie de nuestro planeta. Afortunadamente, la inmensa mayoría de estos fragmentos que abandonan su órbita se calientan tanto por la fricción con la atmósfera que se evaporan completamente antes de llegar a la superficie. Sin embargo, este mecanismo es poco eficiente para alturas mayores a unos 1000 km, debido a la baja densidad de la atmósfera por encima de este nivel, aquí los objetos pueden permanecer en órbita desde varias décadas hasta millones de años.
Pero antes de citar algunos proyectos hay que hacer justicia al Sol, como el "gran limpiador", pues como sabemos nuestra atmósfera varía siguiendo el ciclo de 11 años de actividad solar y durante los máximos de actividad, el flujo de radiación de nuestra estrella aumenta ligeramente, produciéndose una expansión de la atmósfera terrestre. Este fenómeno causa que la basura espacial sufra una mayor fricción con la atmósfera, y por tanto se vea más frenada, facilitando la caída, con lo que cada 11 años se observa un descenso del orden del 10 % en el número de fragmentos en órbita (8).
Como no es suficiente esta acción natural se hace preciso diseñar planes que posibiliten despejar el espacio de estos elementos peligrosos. Entre los diversos proyectos, se ha planteado remover objetos grandes del espacio, y de hecho el trasbordador espacial ha demostrado que puede hacerse, pero en la práctica el coste parece ser demasiado alto.
El proyecto alemán Teresa, por ejemplo, pretendía recoger los objetos grandes mediante un vehículo espacial que se enlazaría con un cable a cada trozo de chatarra. Su objetivo sería colocarlo en una órbita baja para que se destruyera al entrar en la atmósfera, mientras Teresa ascendería en busca de otro resto.
El proyecto Orión de la NASA fue otra de las soluciones esbozadas, un láser de alta intensidad, instalado en la superficie terrestre, limpiaría las órbitas. El láser debería incidir en los objetos en órbita produciendo una evaporación de parte del material de desecho y con ello un pequeño cambio en su velocidad que variaría su trayectoria hasta hacerlo entrar en la atmósfera terrestre o para enviarlo a "órbitas cementerio".
Otra posibilidad es la de incluir cables de varios kilómetros de longitud enrollados a bordo de los satélites. La idea consiste en desenrollar estos cables cuando el satélite termine su vida útil y aprovechar la diferencia de potencial que se induce entre sus extremos debido al campo magnético terrestre. Esta diferencia de potencial establece una corriente eléctrica a lo largo del cable, lo cual consume una energía que el satélite sólo puede compensar perdiendo velocidad, con lo que empieza a caer y acaba reentrando en la atmósfera.
El problema de cómo deshacerse de los objetos pequeños, muchísimo mas numerosos, parece aún mas difícil de resolver.
Ante esta situación era inevitable el compromiso internacional de evitar la generación de más basura espacial.. Aunque EEUU no acepta la posibilidad de una reglamentación de carácter internacional, es el único país con una reglamentación nacional sobre desechos en órbita. En 1982 la NASA ya adoptó un mayor control en sus combustibles con el fin de evitar en lo posible explosiones en el espacio y en 1988 la ONU aprobó una reglamentación prohibiendo colocar en órbita nada que pudiera causar problemas en 300 años.
En 1999 el Subcomité Técnico de la ONU para el Uso Pacífico del Espacio Exterior (UNISPACE) reunió a 185 países y dirigentes de empresas aeroespaciales y reclamó sobre todo "una mayor atención por parte de los estados miembros al problema de colisión de objetos espaciales", dictando una serie de recomendaciones como la de que se minimice el riesgo de explosiones accidentales mediante el vaciado de los depósitos de combustible y el apagado de sistemas eléctricos en las naves inactivas, que se eviten las explosiones voluntarias, o la de que se mitiguen las pérdidas de objetos, por ejemplo muchos cohetes lanzadores pueden ser diseñados de manera que sus etapas se desprendan antes de alcanzar una órbita, cayendo en la Tierra sin generar restos en el espacio.
La relevancia del problema ha motivado también la creación de una asociación de agencias nacionales, la IADC (Space Debris Coordination Comitee), que aglutina a la ESA europea, la RSA rusa, el British national Space Centre, la NASA, el CNES francés y las agencias de Japón, de India y China, y entre sus acuerdos figuran:
-Evitar explosiones en el espacio.
- Enviar menos objetos al exterior de forma indiscriminada para evitar en lo posible esta invasión e intentar que los que van no pierdan módulos.
- Intentar la reentrada controlada en la atmósfera terrestre de los satélites al final de sus vidas, sobre todo en las órbitas más pobladas.
- Enviar los satélites de la GEO a "órbitas cementerio". Esta propuesta no cuenta con la simpatía de muchos operadores, ya que supone un consumo en el viaje hasta el cementerio de parte del combustible que los mantendría operativos hasta el límite de su vida.
Como hemos visto la situación actual es la de un espacio cercano nada idílico; se encuentra atestado y lleno de desperdicios. El futuro próximo lleva a un aumento en la frecuencia de lanzamientos de satélites, de proyectos de exploraciones, y de estaciones espaciales, por lo que se hace cada vez más necesario encontrar soluciones eficaces que pasan por un compromiso firme de todos los países para su protección.
Imaginemos por un momento las consecuencias de su militarización y de una posible guerra espacial. Como hemos visto el espacio no se despeja tras una explosión, las naves no se desintegran y ya está, sino que dejan tras de sí miles de trozos de diferentes tamaños circundando la Tierra a una altísima velocidad.
Si esto ocurriera podrían hacerse realidad las palabras de la periodista Ana Goñi: " el ser humano está colocando en su carrera espacial los barrotes de una férrea cárcel planetaria de la que tal vez un día no pueda volver a escapar".
PROYECTOS
Como no es suficiente esta acción natural se hace preciso diseñar planes que posibiliten despejar el espacio de estos elementos peligrosos. Entre los diversos proyectos, se ha planteado remover objetos grandes del espacio, y de hecho el trasbordador espacial ha demostrado que puede hacerse, pero en la práctica el coste parece ser demasiado alto.
El proyecto alemán Teresa, por ejemplo, pretendía recoger los objetos grandes mediante un vehículo espacial que se enlazaría con un cable a cada trozo de chatarra. Su objetivo sería colocarlo en una órbita baja para que se destruyera al entrar en la atmósfera, mientras Teresa ascendería en busca de otro resto.
El proyecto Orión de la NASA fue otra de las soluciones esbozadas, un láser de alta intensidad, instalado en la superficie terrestre, limpiaría las órbitas. El láser debería incidir en los objetos en órbita produciendo una evaporación de parte del material de desecho y con ello un pequeño cambio en su velocidad que variaría su trayectoria hasta hacerlo entrar en la atmósfera terrestre o para enviarlo a "órbitas cementerio".
Otra posibilidad es la de incluir cables de varios kilómetros de longitud enrollados a bordo de los satélites. La idea consiste en desenrollar estos cables cuando el satélite termine su vida útil y aprovechar la diferencia de potencial que se induce entre sus extremos debido al campo magnético terrestre. Esta diferencia de potencial establece una corriente eléctrica a lo largo del cable, lo cual consume una energía que el satélite sólo puede compensar perdiendo velocidad, con lo que empieza a caer y acaba reentrando en la atmósfera.
El problema de cómo deshacerse de los objetos pequeños, muchísimo mas numerosos, parece aún mas difícil de resolver.
Ante esta situación era inevitable el compromiso internacional de evitar la generación de más basura espacial.. Aunque EEUU no acepta la posibilidad de una reglamentación de carácter internacional, es el único país con una reglamentación nacional sobre desechos en órbita. En 1982 la NASA ya adoptó un mayor control en sus combustibles con el fin de evitar en lo posible explosiones en el espacio y en 1988 la ONU aprobó una reglamentación prohibiendo colocar en órbita nada que pudiera causar problemas en 300 años.


LEGISLACIÓN INTERNACIONAL

Tratado sobre los principios que deben regir las actividades de los Estados en la exploración y utilización del espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes (1967): Es el más importante de los acuerdos jurídicos sobre el espacio. Garantiza la libertad de exploración y de utilización del espacio, siempre que esas operaciones se realicen en provecho y en interés de todos los países. Los Estados son responsables de todas las actividades de sus nacionales. Nadie puede apropiarse el espacio ultraterrestre. No se reconoce ninguna noción explícita de soberanía nacional en ese espacio, a diferencia del espacio aéreo. Lo han ratificado 95 Estados.

Convenio sobre el salvamento y la devolución de astronautas y la restitución de objetos lanzados al espacio ultraterrestre (1968): Primera ley humanitaria en favor de los astronautas, este convenio impone a todos los Estados la obligación de socorrer a los que se encuentran en peligro. Lo han ratificado 85 Estados.

Convenio sobre la responsabilidad internacional por daños causados por objetos espaciales (1972): Como muy pronto surgió el problema de los desechos espaciales, este Convenio declara a los Estados responsables de los daños causados por sus objetos espaciales en la Tierra y en el espacio. En general, es considerado un hito esencial en la solución de las diferencias, pero hoy día es necesario precisar sus términos, sobre todo debido al aumento de las actividades comerciales de las empresas privadas en el espacio. Lo han ratificado 80 Estados.

Convenio sobre el registro de objetos lanzados al espacio ultraterrestre (1975): Los Estados tienen la obligación de registrar cada objeto espacial que lanzan, precisando los principales parámetros de su órbita y su función general. Los 40 Estados que han ratificado este texto han señalado unos 4.900 objetos, entre los cuales figuran desechos espaciales y satélites inutilizados. No ha sido ratificado por la totalidad de los Estados que operan en el espacio, y los que lo han hecho no declaran la totalidad de los objetos que lanzan.

Acuerdo que debe regir las actividades de los Estados en la Luna y otros cuerpos celestes (1979): Concebido para garantizar sobre una base equitativa la explotación ordenada y sin riesgos de los recursos naturales de la Luna, este acuerdo ha sido un fracaso en el plano político, puesto que sólo nueve Estados lo han ratificado. No lo firmarán ni Estados Unidos ni Rusia, en razón de un artículo que dispone que la Luna y los demás cuerpos celestes forman parte del “patrimonio común de la humanidad”, principio sobre el que se basa el derecho del mar. Se reprocha a esta noción el hecho de ser demasiado imprecisa, pero algunos países, en particular Estados Unidos, se oponen enérgicamente a todo intento de definir su alcance.


No existen leyes o acuerdos vinculantes que rijan estas actividades espaciales y que estipulen castigos por incumplimiento. En todo caso, se apela a la autorregulación de los Estados, y al cumplimiento de las directivas de la Comisión de las Naciones Unidas sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos.

Pero el consenso en la Quinta Conferencia Europea sobre Basura Espacial fue por primera vez más allá. "Es necesario proyectar e implementar medidas activas para remediar la situación de los residuos espaciales. (…) No existe otra alternativa para proteger el espacio como un recurso valioso para la operación de la indispensable infraestructura satelital", consignan sus conclusiones. Con todo, "los costos de perder la infraestructura satelital serán muy superiores a los derivados de las actividades reparatorias", concluye el documento de la reunión".
RESPONSABILIDAD DE LOS ESTADOS EN LA MATERIA

No sólo los Estados, también las empresas privadas lanzan ahora vehículos al espacio. Ello exige una nueva reglamentación sobre la utilización del espacio exterior.
Se lanza un satélite, este remolca un asteroide y lo trae de vuelta a la tierra. Se trata de un proyecto de un industrial estadounidense que querría ser el primer propietario en el mundo de un cuerpo celeste. Según el derecho internacional del espacio, nadie puede reivindicar la propiedad de un cuerpo celeste.
Pero si el industrial ha logrado traer “su” asteroide a la tierra, ya no será un cuerpo celeste y el derecho del espacio no será aplicable.
Como el progreso tecnológico abre nuevas posibilidades de obtener beneficios en el espacio, los rompecabezas jurídicos se acumulan. Ejemplo: ¿Dónde termina el espacio aéreo y comienza el espacio ultraterrestre? Jurídicamente, no lo sabemos.
Un avión registrado en un país no puede entrar sin autorización en el espacio aéreo de otro, pero la situación es menos clara cuando se trata, por ejemplo, del vehículo de reconocimiento propulsado por microondas que se está construyendo actualmente: volará a unos treinta kilómetros de altura; no será ni un satélite ni un avión. Cuestiones de este tipo ocuparán un lugar destacado en la Tercera Conferencia de las Naciones Unidas sobre la Explotación y la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (UNISPACE), que se celebrará en Viena (Austria) en julio de 1999. Reunirá a representantes de 185 países y a dirigentes de las empresas aeroespaciales.
Las decisiones que allí se adopten determinarán la forma en que vamos a concebir y a utilizar el espacio ultraterrestre en el futuro. Tres problemas clave van a dominar los debates: los desechos en órbita, la comercialización del espacio y la propiedad intelectual. En el espacio la noción de “protección del medio ambiente” cobra un significado especial. Un perno lanzado a 75.000 km/h (más rápido que una bala de fusil) puede dañar seriamente un costoso satélite de telecomunicación. Se estima que dos millones de kilos de desechos están ya en órbita, a saber 110.000 objetos de uno a diez centímetros y 8.500 objetos más grandes. Se estima que esas cifras van a aumentar: dentro de diez años, 1.000 satélites girarán alrededor de la Tierra, mientras hoy sólo hay 600.

CONCLUSIÓN

Es probable que la falta de una legislación especial para el espacio haga improbable la responsabilidad de quienes desechan satélites y producen por lo tanto basura en el espacio. Sin embargo, ello no debe ser visto de una manera tan simple, ya que si desperdicios pertenecientes a algún país causan daños a satélites de otros países sin duda que se estaría causando un daño en propiedad ajena, lo cual sí es regulado en todas las legislaciones del planeta. Si bien el siniestro puede darse en el espacio no debe olvidarse que las discusiones por ello tendrán lugar en la tierra, lo que sí podría desatar una serie de conflictos que podrían llegar incluso a la guerra. Por ello es urgente que los gobiernos de los distintos países que tienen satélites en órbita se pongan de acuerdo para bajar la basura que se produce en el espacio, de tal manera que los avances de la tecnología sirvan para el bien de la humanidad y no para ponerla en riesgo
GLOSARIO:
- Delta 2: serie de vehículos de lanzamiento no recuperables de media capacidad, derivado de la familia de cohetes Delta cuya operatividad empezó en 1960, con más de 245 lanzamientos. Puede configurarse independientemente como un lanzador de dos o tres etapas según la órbita a alcanzar.
- LEO: órbita baja terrestre, abarca desde la corteza terrestre hasta una altura de 2.000 kilómetros.
- GEO: órbita geoestacionaria. El periodo de rotación del satélite es idéntico al de nuestro planeta, por lo que es muy conveniente para los satélites de comunicaciones, ofreciendo una cobertura constante a una zona determinada. Se ubica a 35788 km.-
- GTO: Orbita de Transferencia Geoestacionaria Esta órbita es muy excéntrica, con perigeos muy cercanos a la tierra (180-500 km) y apogeos situados en la órbita geoestacionaria.
- OGS Estación Óptica Terrestre se encuentra en el Observatorio del Teide. Cuenta con un telescopio Zeiss de un metro de diámetro y cuatro cámaras CCDs, cada una de 2048x2048 píxeles, que cubren un campo de 0.7x 0.7 grados. El error de apuntado es menor que 10'' y el seguimiento mejor que 2.5'' por hora. Con este telescopio se realiza en primer lugar un mapa de los objetos situados en el anillo geoestacionario y posteriormente de los que se hallen en órbitas de transferencia geoestacionaria, determinando sus parámetros orbitales.
- El catálogo de referencia más importante es el que gestiona el USSPACECOM (United States Space Comand).
- El telescopio de espejo líquido tiene tres componentes básicos: la montura junto con el sistema de giro, el recipiente con el metal líquido reflectante y la parte superior con la instrumentación (CCD, corrector de óptica y sistema de enfoque). La NASA contó con uno hasta el año 2001 en Arizona, el Orbital Debris Obervatory de mercurio líquido. Su limitación es que sólo apunta en vertical.
- La NASA utiliza este tipo de radares de 50MHz para investigar los meteoritos, la basura espacial que vuelve a entrar en la atmósfera y para estudiar la desintegración de las etapas de las lanzaderas en las reentradas. Su funcionamiento se basa en la detección de la estela de ionización que dejan los cuerpos al entrar en la atmósfera. Estos radares son transportables, lo que supone una ventaja ya que un mismo radar puede observar sucesos distintos desde lugares diferentes.