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    La impactante vida de Hubbles junto a los desechos espaciales

    Análisis posterior al vuelo de un cráter de impacto en una de las alas solares desplegadas por el transbordador espacial Endevour en 1993 y recuperado por el transbordador espacial Columbia en 2002. Crédito:ESA

    Durante sus 30 años en órbita alrededor de la Tierra, el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA ha sido testigo de la naturaleza cambiante de los vuelos espaciales a medida que los cielos se han llenado de un mayor número de satélites, nació la Estación Espacial Internacional y los choques y explosiones en el espacio han creado nubes de desechos espaciales en rápido movimiento.

    El propio Hubble ha sentido el impacto de estos escombros, acumulando diminutos cráteres de impacto a través de sus paneles solares que evidencian una larga y agitada vida en el espacio. Entonces, ¿qué podemos aprender de estos impactos? y ¿qué le depara el futuro al Hubble?

    En 1993, se llevó a cabo la primera misión del transbordador para "arreglar" el Hubble. Al dotar al observatorio espacial de ópticas correctivas, de repente fue capaz de tomar las imágenes increíblemente nítidas del Universo amado por todo el mundo.

    Mientras los astronautas estaban allí, reemplazaron los paneles solares del observatorio que habían estado 'temblando' debido a las fluctuaciones de temperatura. Uno de los paneles fue eliminado en órbita, luego ardiendo en la atmósfera de la Tierra, pero el otro fue devuelto a la Tierra.

    Parte de la contribución de la ESA al Hubble fue diseñar, fabricar y proporcionar sus paneles solares a cambio de tiempo de observación, lo que significa que la matriz devuelta estaba disponible para que la Agencia la inspeccionara.

    Esta fue una de las primeras oportunidades en la historia de la exploración espacial para ver el impacto de más de dos años en el espacio en un satélite en órbita. El equipo descubrió cientos de cráteres de impacto en la superficie de solo una pequeña sección de la matriz solar. que van desde micrones hasta milímetros de diámetro.

    Nueve años después los paneles solares fueron reemplazados nuevamente y regresados ​​a la Tierra esta vez habiendo acumulado casi una década de cráteres de impacto.

    Esta matriz está ahora en exhibición en el Centro de Tecnología de la ESA (ESTEC) en los Países Bajos. pero una pequeña pieza llegó al control de la misión de ESOC en Alemania, hogar de la Oficina de Desechos Espaciales.

    Matriz de evidencia del bombardeo temprano del Hubble

    Aunque no sabemos exactamente cuándo se formó cada cráter de impacto, deben haber ocurrido durante el período en órbita de la matriz solar. Como tal, impreso en ellos, es una evidencia única de la actividad de los vuelos espaciales durante su tiempo en el espacio.

    Esta animación muestra diferentes tipos de objetos de desechos espaciales y diferentes tamaños de desechos en órbita alrededor de la Tierra. Para los objetos de escombros de más de 10 cm, los datos provienen del Catálogo de Vigilancia Espacial de EE. UU.

    Se estudiaron los cráteres de impacto para determinar su tamaño y profundidad, sino también para buscar posibles nuevos residuos. Dado que se conocía la composición química de la célula solar, El impactador podría haber introducido materiales o elementos "extraños" en el cráter.

    Metales como el hierro y el níquel sugerirían un impacto de una fuente natural:fragmentos de asteroides y cometas conocidos como micrometeoroides. Sin embargo, los cráteres encontrados en los paneles solares del Hubble contenían pequeñas cantidades de aluminio y oxígeno. un fuerte indicio de actividad humana en forma de residuos de combustión de "motores de cohetes sólidos".

    El equipo de desechos espaciales, como parte de un esfuerzo mayor con socios en la industria y el mundo académico, Pudieron hacer coincidir la forma y el tamaño de estos cráteres con modelos de disparos de cohetes que se sabía que sucedieron en ese momento, encontrar una coincidencia entre los cráteres observados y los cráteres esperados.

    ¿Hubble resultó herido?

    Estas diminutas partículas que van desde micrómetros hasta un milímetro de tamaño, habría golpeado al Hubble a enormes velocidades relativas de 10 km / s, sin embargo, no tuvieron un gran impacto en la nave que continúa tomando imágenes increíbles de nuestro Universo.

    Tales impactos ocurren con bastante frecuencia para todos los satélites, el efecto principal es una degradación continua pero gradual en la cantidad de energía que pueden producir los paneles solares.

    Las nuevas misiones utilizan un modelo creado por el equipo de desechos espaciales, basado en los primeros datos de impacto del Hubble, para predecir cuántos impactos se pueden esperar para cada misión y qué efecto tendrá esto en la energía solar.

    Hubble aún vive con la amenaza de colisión

    Imagina la nave espacial Hubble en órbita, residiendo dentro de un cubo de 1 km x 1 km x 1 km. De media, en cualquier momento, una sola pieza de escombros del tamaño de una micra comparte ese cubo con el Hubble, porque por cada kilómetro cúbico de espacio alrededor de la Tierra, hay aproximadamente un objeto diminuto de escombros.

    Esto no parece mucho pero el propio Hubble viaja a 7,6 km / s en relación con la Tierra, al igual que estos pequeños fragmentos de escombros. Una gran parte de las colisiones entre los dos no ocurren de frente, pero en un ángulo, lo que lleva a velocidades de impacto relativas de unos 10 km / s.

    El telescopio espacial Hubble se aleja lentamente del Discovery luego de su lanzamiento. La foto fue tomada durante la Misión de servicio 2 en 1997. Crédito:NASA

    Por simplicidad, imagina que estas partículas viajan a 10 km / s en relación con un Hubble quieto. Esto es lo mismo que diez de estos objetos de movimiento rápido que entran y salen del espacio cúbico del Hubble cada segundo. Debido a que los paneles solares de Hubble ocupan una gran superficie, mide aproximadamente 7x2 m, es más probable que se encuentren cara a cara con un gran número de estos proyectiles.

    El Hubble enfrenta hoy una amenaza similar de pequeños fragmentos de escombros como lo hizo poco después de su lanzamiento. Si bien hoy en día todavía se crean partículas del tamaño de una micra, la atmósfera a esta baja altitud, 547 km sobre la superficie de la Tierra, también barre varios de ellos.

    Sin embargo, Lamentablemente, el riesgo de objetos más grandes también está aumentando. Los fragmentos de escombros que miden entre 1 y 10 cm son demasiado pequeños para ser catalogados y rastreados desde el suelo. pero tienen suficiente energía para destruir un satélite completo. A la altura del Hubble, la probabilidad de una colisión con uno de estos objetos se ha duplicado desde principios de la década de 2000, de un 0,15% de probabilidad por año a un 0,3% en la actualidad.

    Hubble vive donde planean residir las mega-constelaciones

    Algunos satélites se lanzan hoy sin la capacidad de cambiar su órbita. En lugar de maniobrar al final de su vida, se pueden insertar en altitudes relativamente bajas de modo que con el tiempo la atmósfera de la Tierra los empuje hacia abajo para que se quemen, incluida la región que el Hubble llama hogar.

    Además, El número total de satélites operativos que se están colocando en esta región parece que pronto aumentará rápidamente. Algunas constelaciones de Internet de banda ancha, el más grande de los cuales está planeado para contener miles de satélites, tienen la mirada puesta en estas alturas.

    Seguridad espacial en la ESA

    Para ayudar a prevenir la acumulación de nuevos escombros a través de colisiones, El programa de seguridad espacial de la ESA está desarrollando tecnologías de `` prevención de colisiones automatizadas '' que harán que el proceso de evitar colisiones sea más eficiente. automatizando los procesos de decisión sobre el terreno.

    Pero, ¿qué pasa con los escombros que ya están ahí fuera? En una primicia mundial La ESA ha encargado una misión activa de eliminación de escombros que eliminará de forma segura un elemento de escombros que se encuentre actualmente en órbita. La misión ClearSpace-1 tendrá como objetivo una pieza de cohete Vespa de 100 kg, dejó en órbita después del segundo vuelo del lanzador Vega de la ESA en 2013.

    Con una masa de 100 kg, la Vespa tiene un tamaño similar al de un pequeño satélite. Su forma relativamente simple y su construcción robusta lo convierten en un primer objetivo adecuado, antes de progresar a más grande, capturas más desafiantes mediante misiones de seguimiento, que eventualmente incluyen captura de múltiples objetos.


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