En tu calle, tirar basura es una molestia. Pero en el espacio, podría ser mortal. Los fragmentos de basura de misiones pasadas, satélites muertos y viejos propulsores de cohetes ahora ascienden a unas 30, 000 toneladas de escombros en órbita, que van desde tuercas y tornillos perdidos hasta satélites desaparecidos. Eso es un problema para los astronautas y las naves espaciales que trabajan, porque incluso una pieza de material del tamaño de una BB que se mueve a velocidades orbitales puede ser impactante. Según la NASA, pequeñas piezas de escombros pueden moverse tan rápido como 17, 500 millas por hora, casi ocho veces la velocidad de una bala disparada desde un rifle militar.
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Las propuestas para deshacerse de la basura espacial incluyen redes en el espacio y velas solares. El problema con esos conceptos es la necesidad de unir las órbitas con los escombros; maniobrar para hacerlo requiere mucho combustible o, en el caso de las velas solares, muchas piruetas en el espacio. Entonces, algunos científicos e ingenieros están proponiendo algo más simple: derribar las cosas.
Esta semana, un equipo dirigido por Toshikazu Ebisuzaki del instituto de investigación RIKEN de Japón propuso utilizar un láser ultravioleta espacial con un telescopio. Para demostrar el concepto, quieren lanzar un láser de fibra óptica a la Estación Espacial Internacional y emparejarlo con un telescopio ya presupuestado y aprobado, el Observatorio Espacial del Universo Extremo (EUSO), que se montará en la ISS y programado para lanzamiento en 2017.
"Queremos utilizar la ISS como plataforma y banco de pruebas", dice Ebisuzaki, cuyo equipo describió su idea el mes pasado en Acta Astronautica . EUSO fue diseñado originalmente como un detector de rayos cósmicos. Cuando los rayos de alta energía golpean la atmósfera de la Tierra, crean un resplandor UV, y el telescopio puede captar tales explosiones. El equipo de Ebisuzaki cree que podría cumplir una doble función, porque el instrumento tiene un amplio campo de visión.
El plan es que el telescopio busque escombros cuando la ISS está en el lado nocturno de la Tierra, pero aún puede mirar por el horizonte las cosas iluminadas por el sol. Esto sucede durante aproximadamente 5 minutos de cada órbita de 90 minutos. Una vez que el telescopio ve algo, se puede disparar un pulso láser relativamente débil para iluminar el objeto. El rayo se reflejaría en él y permitiría al sistema obtener una mejor lectura de cuán lejos está y qué tan rápido se está moviendo, básicamente, una versión UV del radar.
En ese punto, el láser de fibra óptica podría disparar más pulsos, esta vez con más potencia y un haz más ajustado. Cada pulso duraría solo una décima de nanosegundo, pero se dispararían miles. El láser no desintegraría los escombros directamente, sino que vaporizaría una pequeña porción. El vapor entonces actúa como una pequeña quemadura de hélice, ralentizando las piezas lo suficiente como para que caigan a la atmósfera y se quemen.
Incluso si el láser a bordo del ISS demuestra su potencial, el equipo no se volverá arrogante. Su próximo paso sería lanzar un pequeño satélite independiente con una configuración similar para probar aún más el concepto. Este "mini-EUSO", como lo llama Ebisuzaki, orbitaría a la misma altitud aproximada que la ISS y serviría como una demostración más del "mundo real". Si esa etapa es exitosa, el equipo finalmente enviaría un satélite de limpieza de escombros de tamaño completo, que iría más alto que el ISS a aproximadamente 500 millas, justo por encima de donde la densidad de escombros tiende a alcanzar su punto máximo.
Sin embargo, algunos científicos han expresado escepticismo sobre los detalles del plan de Ebisuzaki. Claude Phipps, socio gerente de Photonics Associates, una compañía de Santa Fe que estudia la propulsión láser, propuso un sistema similar llamado L'ADROIT en 2014. La propuesta de Phipps involucra un telescopio de luz visible que viajaría en una órbita polar (perpendicular al ecuador ), porque allí es donde suele estar la mayoría de los escombros.
Algunos de los problemas con el plan EUSO involucran la física de dónde orbita la EEI, lo que limitará la efectividad del proyecto, dice Phipps. La ISS está debajo de gran parte de los escombros problemáticos, y el telescopio está diseñado para apuntar hacia la Tierra, por lo que será difícil atrapar objetivos en el ángulo correcto. Además, el impulso de la vaporización podría estar en la dirección equivocada para desorbitar eficientemente la basura espacial: el rayo no siempre lo golpearía de frente, que es lo que desea enviar las piezas a la atmósfera.
Otro problema es qué tan bien funcionarían los láseres de fibra óptica fuera del laboratorio. Dichos láseres están hechos de múltiples fibras agrupadas, y la luz que viaja a través de ellas deberá ser sincronizada con precisión. "Si tiene, digamos, diez fibras, o diez mil, en algún tipo de matriz circular, los frentes de onda tienen que salir en el mismo momento", dice Phipps. Eso requiere mucho ajuste. La idea de Phipps es utilizar un láser de haz único más convencional, aunque Ebisuzaki dice que el sistema de fibra óptica permite una mejor disipación de calor.
Aún así, una buena parte de la idea de Ebisuzaki es el enfoque por etapas, que les permite mostrar lo que funciona a medida que aumentan, dice Phipps. "[Ebisuzaki] también tiene un diseño bastante inteligente para el telescopio", agrega.
Eliminar los desechos espaciales con tales sistemas está generando más interés: Phipps irá a una reunión de expertos en Francia la próxima semana para discutir ese mismo tema. Además de disminuir el peligro para los astronautas, sacar viejos satélites de bienes raíces orbitales valiosos sería una bendición económica, ya que esos hulks que no funcionan interfieren. Y el peligro de que un satélite en órbita terrestre baja como los del sistema GPS sea destrozado por un trozo de metal perdido o incluso otro satélite es muy real. Sucedió una vez en 2009, cuando un satélite de comunicaciones Iridium y una sonda rusa más antigua colisionaron, extendiendo aún más escombros por todas partes.
Con las ideas y propuestas acumuladas, Phipps espera que las agencias espaciales comiencen a moverse más rápido e implementen un plan antes de que la basura espacial tenga un costo mortal. "Me temo que será fatal", dice Phipps. "Pero espero que no".
