Este GIF es parte de una animación más larga que muestra diferentes tipos de objetos de desechos espaciales y diferentes tamaños de desechos en órbita alrededor de la Tierra. Crédito:Agencia Espacial Europea
Con cientos de satélites lanzados cada año, Las colisiones en el espacio y la creación de fragmentos de desechos espaciales que se mueven rápidamente, o 'basura espacial', son cada vez más probables, amenazando nuestra continua presencia humana y tecnológica en el espacio.
La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) publicó recientemente su primer informe sobre el costo económico de los desechos espaciales. Utilizando investigaciones de numerosas fuentes, incluyendo datos y análisis de la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA, describe los peligros que nos esperan si no actuamos, y qué se puede hacer para asegurar nuestro futuro en el espacio.
Aquí, resumimos los hallazgos clave del informe y explicamos cómo la ESA está ayudando a abordar el problema a través de su Programa de Seguridad Espacial.
Un problema creciente
"Vulnerabilidades económicas y sociales a los peligros espaciales, en particular los desechos espaciales, están creciendo ". - Sostenibilidad espacial:la economía de los desechos espaciales en perspectiva de la OCDE, 2020.
El uso institucional y comercial del espacio está creciendo a un ritmo creciente. El número de satélites en órbita seguirá aumentando con el lanzamiento de 'megaconstelaciones' para banda ancha satelital, algunas comprenden miles de satélites, y con eso aumenta el riesgo de colisiones y más basura espacial.
Una sola colisión o explosión en el espacio crea miles de pequeños Pequeños fragmentos de escombros que se mueven rápidamente y que pueden dañar o destruir un satélite en funcionamiento. Por ejemplo, en 2007, la destrucción intencional del satélite FengYun-1C duplicó la cantidad de escombros a una altitud de unos 800 km, conduciendo a un aumento del 30% en la población total de escombros en ese momento.
Tabla que muestra la evolución del número de objetos de escombros en todas las órbitas, donde los colores se relacionan con diferentes fuentes de escombros. UI:no identificado; RM - Objeto relacionado con la misión del cohete; RD - Escombros de cohetes; RF - Escombros de fragmentación de cohetes; RB - Cuerpo de cohete; PM - Objeto relacionado con la misión de carga útil; PD - Desechos de carga útil; PF - Escombros de fragmentación de la carga útil; PL - Crédito de carga útil:ESA
La basura espacial es cara, y se volverá aún más
Sobre los costos de los desechos espaciales, el informe afirma que:"Las medidas de mitigación y protección contra los desechos espaciales ya son costosas para los operadores de satélites, pero los principales riesgos y costos se encuentran en el futuro, si la generación de escombros se sale de control y deja ciertas órbitas inutilizables para las actividades humanas ".
Proteger los satélites de los desechos espaciales es caro, comenzando con medidas de diseño, la necesidad de vigilancia y seguimiento, moviendo los satélites operativos fuera de peligro e incluso reemplazando las misiones por completo.
Para satélites en órbita geoestacionaria, la OCDE informa que dichos costos ascienden a un estimado del 5% al 10% de los costos totales de la misión, que podrían ser cientos de millones de dólares. En órbitas terrestres bajas, los costes relativos por misión podrían ser incluso superiores al 5-10%.
Sin embargo, el costo de la inacción sería mucho mayor. Una cantidad suficiente de escombros en órbita podría conducir en última instancia al "síndrome de Kessler", en el que se producen colisiones en cascada, provocando cada vez más colisiones autogeneradas, y lo que la OCDE describe como "un punto de inflexión ecológico que puede inutilizar determinadas órbitas".
Las economías y las sociedades son cada vez más vulnerables a los efectos de los escombros
Impacto de hipervelocidad. Crédito:ESA, CC BY-SA 3.0 OIG
Los impactos socioeconómicos del síndrome de Kessler serían graves. Se podrían perder importantes aplicaciones espaciales, como la previsión meteorológica, monitoreo del clima, ciencias de la tierra y comunicaciones espaciales. La imposibilidad de utilizar determinadas órbitas tendría consecuencias importantes y de gran alcance. Según el informe, estos incluirían:
Específicamente, el informe afirma que:"determinadas áreas geográficas y grupos sociales se verían afectados de manera desproporcionada, en particular en las zonas rurales con infraestructuras terrestres existentes limitadas y una gran dependencia de la infraestructura espacial ".
No estamos haciendo lo suficiente
Según el informe, "existen amplias medidas de mitigación nacionales e internacionales, pero el cumplimiento es insuficiente para estabilizar el entorno orbital ".
Las pautas actuales de mitigación de desechos para los operadores que vuelan satélites en órbitas terrestres bajas y geoestacionarias incluyen, entre otros:
Basura espacial. Crédito:ESA, CC BY-SA 3.0 OIG
Como se resume en el último Informe sobre el medio ambiente de desechos espaciales de la ESA, la mayoría de los operadores de satélites en órbita geoestacionaria cumplen estas directrices, pero menos del 60% de los que vuelan en órbita terrestre baja se adhieren (y solo el 20% en órbitas superiores a 650 km). Varios países también han realizado pruebas antisatélite a lo largo de los años.
Programa de seguridad espacial de la ESA:la respuesta de Europa
La Oficina de Desechos Espaciales de la ESA se dedica a proteger las misiones en vuelo hoy en día, así como a garantizar un futuro sostenible para los vuelos espaciales. Cotidiano, equipos de control de misión de ESOC en Darmstadt, Alemania, monitorear y evaluar la probabilidad de posibles colisiones en órbita y orientar a los operadores sobre cómo mantener sus misiones seguras.
A medida que se lanzan más satélites a la órbita, métodos 'manuales' actuales para evitar colisiones en el espacio, y la creación de escombros, no será suficiente. Como tal, ESA, a través del Programa de seguridad espacial de la Agencia, está desarrollando tecnologías de 'prevención de colisiones automatizadas' que harán que el proceso de evitar colisiones sea más eficiente.
Al evaluar el riesgo y la probabilidad de colisiones en el espacio, este software mejorará el proceso de toma de decisiones sobre si se necesita una maniobra, e incluso puede enviar las órdenes a los satélites en riesgo para que se salgan del camino.
Pero, ¿qué pasa con la basura que ya está en órbita? En una primicia mundial La ESA ha encargado una misión que eliminará un elemento de escombros de la órbita.
La misión ClearSpace-1 apuntará a una etapa superior Vespa (Adaptador de carga útil secundaria Vega) que quedó en órbita después del segundo vuelo del lanzador Vega de la ESA en 2013.
With a mass of 100 kg, the Vespa is close in size to a small satellite, while its relatively simple shape and sturdy construction make it a suitable first goal. This first step, proving debris removal in orbit is possible, will establish a commercial service that can also address larger, more challenging 'captures, ' eventually including multi-object capture.
Collision avoidance and debris removal are vital to reducing the amount of debris in space, but compliance with the debris mitigation guidelines outlined above has the greatest impact on our space environment. ESA's Space Debris Office monitors compliance around the globe, and along with the Clean Space Office is working to increase global compliance through operations and technology advancements.
