Ningún satélite permanece igual una vez lanzado al espacio. Cuánto cambia puede pasar desapercibido, hasta que sucede algo malo.

Carolin Frueh es uno de los pocos investigadores que han persistido en el uso de una técnica compleja que puede diagnosticar un problema a miles de kilómetros de distancia basándose en cómo el satélite refleja la luz solar.

"Mientras conduces un coche, no puede salir del automóvil para verificar si algo se ha caído o se ha dañado. Pero sabes que puede haber un problema "dijo Frueh (pronunciado" libre "), profesor asistente en la Escuela de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Purdue.

"Un operador puede notar que un satélite es inestable o que no se carga correctamente. Una perspectiva externa puede decir si es porque algo se rompió, o si un panel o antena no está correctamente orientado, por ejemplo."

No diagnosticar el problema aumenta las posibilidades de perder o no poder restablecer la comunicación con el satélite. Cuando se pierde la comunicación, un satélite podría convertirse en pedazos de escombros que permanezcan en el espacio durante cientos de años o indefinidamente a menos que se eliminen activamente.

Esta "basura espacial" representa un peligro para otras naves espaciales. Hay alrededor de 100, 000 piezas de escombros más grandes que un centavo en órbita alrededor de la Tierra, según una base de datos del Comando Estratégico de EE. UU.

El espacio es un vacío que pone inmediatamente tensión en un satélite. Las constantes transiciones entre el profundo frío de la sombra de la Tierra y el calor extremo del sol también se cobran un precio con el tiempo.

"Sabes todo sobre un satélite cuando está en tierra. Pero esa configuración cambia porque, para llevar el satélite hacia arriba, partes deben plegarse. Una vez en el espacio, quieres que los paneles se desplieguen, orientado de forma estable hacia el sol y la antena apuntando hacia la Tierra, "Dijo Frueh.

"Cuanto más tiempo esté un satélite, cuanto menos sepas al respecto ".

Los satélites casi siempre están iluminados por el sol, además de breves transiciones a la sombra de la Tierra. La luz que refleja un satélite puede ayudar a revelar la solución a un mal funcionamiento estructural.

El método requiere el uso de telescopios en la Tierra para recolectar la luz reflejada por un satélite o una de sus partes. Porque los satélites están lejos estos objetos pueden aparecer simplemente como puntos blancos incluso en una imagen de telescopio, similar a las estrellas en un cielo nocturno.

Los cambios en el brillo de un "punto" a lo largo del tiempo se registran como curvas de luz. Estas curvas de luz se procesan y utilizan para extraer información sobre la apariencia o el estado de rotación de un objeto.

Las curvas de luz podrían ser una forma menos costosa y más práctica de identificar problemas de satélites en comparación con el radar. Si bien el radar puede obtener una imagen más detallada de un satélite si las condiciones son favorables y el satélite se encuentra a baja altitud, Las curvas de luz pueden proporcionar información sin importar qué tan lejos esté el satélite de la superficie de la Tierra. Las curvas de luz también dependen pasivamente de la luz solar, mientras que el radar ilumina activamente un objeto para hacerlo visible.

Cuanto más complejo es un objeto, más difícil es estimar o resolver cómo se ve el objeto usando curvas de luz. Los resultados también pueden ser ambiguos; ¿Qué pasa si un componente de un satélite parece roto porque proyecta una sombra sobre sí mismo?

Identificar y caracterizar objetos hechos por humanos con curvas de luz es tan matemáticamente complejo que más investigadores, en lugar de, usa la técnica para estudiar asteroides. Como cuerpos naturales, los asteroides tienen materiales menos diversos en la superficie y menos bordes afilados, haciendo las matemáticas algo más simples.

Pero incluso las respuestas parciales de las curvas de luz podrían proporcionar información valiosa sobre un satélite.

En 2015, El laboratorio de Frueh observó un objeto misterioso conocido simplemente como "WT1190F" utilizando el telescopio de la estación terrestre óptica Purdue. Ella y sus colaboradores descubrieron a partir de las curvas de luz y el modelado asociado que el objeto era casi con certeza hecho por humanos y un posible candidato para una pieza de "Snoopy, "un módulo lunar del Apolo 10 perdido. La misión fue parte de una prueba antes del aterrizaje del Apolo 11 en 1969, cuando Neil Armstrong caminó sobre la luna.

Un equipo de astrónomos confirmó que los hallazgos sugirieron que el objeto provenía de Snoopy. Éxitos como estos muestran que la mejora de la identificación de objetos espaciales con curvas de luz podría valer la pena. (El descubrimiento incluso se cita en la entrada de Wikipedia para WT1190F).

"Importa cuando podemos decir con un 80% de certeza qué es un objeto, aunque obtener esa respuesta puede ser extremadamente difícil. Sería mucho menos útil, pero mas facil para dar cien respuestas diferentes sobre lo que es un objeto, todo con aproximadamente un 1% de probabilidad, "Dijo Frueh.

El laboratorio de Frueh está trabajando para mejorar la probabilidad de que una curva de luz identifique y caracterice con éxito objetos espaciales simples y complejos.

El objetivo es que en cinco a diez años, la técnica no solo podría ayudar de manera confiable a un operador de satélite, pero también proporcionan modelos de rotación y forma completa incluso cuando no se dispone de información o conjeturas sobre el objeto. Estos modelos mostrarían más claramente los diferentes materiales de la superficie y los bordes afilados de los satélites, haciéndolos más fáciles de identificar.

Con fondos de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, Frueh está desarrollando formas de utilizar las curvas de luz para aumentar el conocimiento de los objetos creados por humanos en ausencia de información de un operador de satélite.

La información que proporcionan las curvas de luz sobre los satélites también podría mejorar la forma en que se diseñan en el futuro. El laboratorio de Frueh ha identificado objetos que orbitan alrededor de la Tierra que parecen ser la lámina de oro de los satélites que se desprenden con el tiempo. Estos copos podrían crear peligrosamente objetos diminutos que son difíciles de rastrear.

"La idea es mejorar la conciencia de la situación espacial, "Dijo Frueh.