Más de la mitad de los miles de satélites en órbita ya no funcionan, y esta acumulación de desechos espaciales flotantes se ha descrito como un "problema fatal" para las misiones espaciales actuales y futuras y los viajes espaciales tripulados.

Se estima que 130 millones de objetos menores de 1 cm y 34 000 mayores de 10 cm viajan en órbita a velocidades de miles de kilómetros por hora, según la Agencia Espacial Europea (ESA). Un informe presentado en la conferencia europea de este año sobre basura espacial sugiere que la cantidad de basura espacial podría multiplicarse por cincuenta para 2100.

Si bien muchos fragmentos de basura espacial son pequeños, viajan tan rápido que su impacto tiene suficiente energía para desactivar un satélite o causar daños significativos a las estaciones espaciales.

Tanto el Telescopio Hubble como los satélites de la Misión Máxima Solar (SMM) tenían agujeros del tamaño de una moneda perforados por escombros voladores y un espejo en el telescopio espacial James Webb de la NASA fue dañado por micrometeoroides.

La mayoría de los satélites no se diseñaron pensando en el fin de su utilidad. Alrededor del 60% de los 6.000 satélites en órbita ahora están fuera de servicio. Junto con los objetos más pequeños, estos satélites obsoletos constituyen un problema importante tanto para los satélites y estaciones espaciales existentes como para los futuros.

Se espera que las megaconstelaciones de satélites que actualmente envían al espacio corporaciones como SpaceX y Amazon transformen el acceso a Internet en todos los países. Pero estas empresas privadas de telecomunicaciones también contribuirán con 50.000 satélites más a órbitas ya peligrosamente pobladas.

Los científicos han advertido que el rápido desarrollo de las megaconstelaciones corre el riesgo de varias "tragedias comunes", incluida la astronomía terrestre, la órbita de la Tierra y la atmósfera superior de la Tierra.

Métodos para eliminar los desechos espaciales

Existe una preocupación creciente, descrita como el Síndrome de Kessler, de que podamos estar creando una envoltura de desechos espaciales que podría impedir los viajes espaciales humanos, la exploración espacial y el uso de satélites en algunas partes de la órbita terrestre. Este escenario, perpetuado por colisiones entre objetos espaciales que crean cada vez más desechos, también podría dañar nuestros sistemas de navegación y comunicaciones globales.

Esta es la razón por la que el desarrollo de tecnologías prácticas de eliminación de escombros es importante y urgente. Hasta el momento, se han conceptualizado varias estrategias para resolver el problema de los desechos espaciales y algunas se han priorizado recientemente.

Hasta la fecha, ni un solo objeto en órbita se ha recuperado del espacio con éxito.

One of the main problems in designing space debris removal strategies is how to transfer the energy between the debris (target) and the chaser during the first contact. There are two prioritized approaches and a third in development:

• Impact energy dissipation methods seek to decrease the impact energy of the debris. In one approach, the chaser satellite deploys a harpoon to penetrate the space debris. After the successful shot, the chaser satellite, harpoon and target would become connected by an elastic tether and the chaser would pull the debris to re-enter the atmosphere and burn up together.
• Neutral energy balance includes a magnetic capture method which uses magnetic coils to achieve perfect energy balance between chaser and target. This is a soft docking method which is a preliminary step to some subsequent method of debris disposal.
• Destructive energy absorption aims to destroy small debris targets using a high-powered laser. But the challenge is to develop a laser and battery combination that is powerful but lightweight enough. A laboratory in China has been developing a space-based laser system to be installed on a chaser satellite capable of targeting debris of up to 20cm in size. The Nasa Orion project uses ground-based lasers to destroy small debris.

The first space removal project is scheduled for 2025 and will be led by the ESA. It involves a consortium approach based on a Swiss spinoff company, ClearSpace.

The ClearSpace chaser will rendezvous with the target and capture it using four robotic arms. The chaser and captured launcher will then be de-orbited and burn up in the atmosphere.

High cost and more pollution

A key challenge is the substantial cost associated with these proposed solutions, given the immense scale of the space debris problem. Another important aspect is the potential impact of space-clearing efforts on our planet's atmosphere.

The idea that a growing number of satellites and other objects would be incinerated in the atmosphere as they are removed from space concerns climate scientists. Space debris is pulled downward naturally and burns up in the lower atmosphere, but increasing levels of carbon dioxide are reducing the density of the upper atmosphere, which could diminish its capacity to pull debris back towards Earth.

The combustion of more and more satellites and other space debris (80 tons per year at present) falling either naturally or via the new removal methods will also release decomposition products into the atmosphere.

These will certainly contribute more carbon dioxide and other greenhouse gases. The decomposition of certain materials in satellites is also likely to release chlorofluorocarbon (CFC) gases, which could damage the ozone shield.

One cannot miss the parallels between the space junk problem and waste recycling. Clearly, we need to devise a circular economy strategy for our space waste.

At present the legal responsibility for space debris lies with the country of origin. This seems to militate against future international cooperative programs of space junk removal. + Explora más

Video:How to clear Earth's orbit of space debris

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.