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Space Junk es un problema. ¿Es un cañón láser la solución?

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Hay una regla general en los informes de los medios de comunicación llamada Ley de Betteridge: cada vez que un titular plantea una pregunta, especialmente una sensacional, la respuesta es "no". Esta vez voy a infringir la ley. Un cañón láser en órbita no solo es una tecnología intrigante sino que, sí, es una de las formas más prometedoras de limpiar la nube cada vez más espesa de escombros peligrosos que rodean la Tierra.

Y para ser claros, la basura espacial es un peligro. Hay alrededor de 25, 000 objetos hechos por el hombre más grandes que su puño volando en órbita, y alrededor de medio millón de piezas más grandes que una moneda de diez centavos. Si incluye metralla a escala milimétrica, el número de bits de pícaro llega hasta los millones. Las velocidades típicas en órbita baja de la Tierra son aproximadamente 30, 000 kilómetros por hora (18, 000 millas por hora), diez veces la velocidad de una bala de rifle. Usted ve el problema: un poco de impacto puede empaquetar un gran golpe.

Hasta ahora, no ha habido catástrofes de basura espacial que se parezcan remotamente a los eventos sensacionalistas en la película Gravedad, pero la realidad sigue siendo desconcertante. En 2009, un satélite de comunicaciones Iridium de $ 50 millones fue destruido por una colisión con un satélite ruso desaparecido. Tres años más tarde, el observatorio espacial Fermi tuvo una falla cercana con otro satélite de la era soviética. La NASA tuvo que proteger a la Estación Espacial Internacional para protegerla de pequeños impactos repetidos, y la agencia a veces mueve toda la estación para esquivar grandes trozos de basura. Los desechos en órbita agregan costos y riesgos al negocio espacial.

La cantidad de basura en órbita está aumentando rápidamente, lo que significa que esos costos y riesgos también están aumentando. Una vez que la chatarra llega allí, toma mucho tiempo volver a bajar: años a siglos en órbitas bajas, y esencialmente para siempre en órbita geosincrónica (40, 000 kilómetros arriba, donde se ubican muchos satélites de comunicaciones). Las colisiones en órbita más desconcertantes crean más basura, lo que conduce a más colisiones. Potencialmente, esto podría llevar a un proceso fuera de control llamado Síndrome de Kessler.

Aquí es donde entra el cañón láser. Toshikazu Ebisuzaki y un equipo de investigadores del laboratorio RIKEN en Japón han formulado un plan para limpiar el espacio cercano a la Tierra mediante el bombeo de piezas de basura espacial con una explosión de alta potencia de radiación enfocada. El láser no necesita poder destruir toda la pieza de escombros. Todo lo que tiene que hacer es evaporar lo suficiente del objeto para reducir su órbita y enviarlo en espiral hacia la atmósfera de la Tierra, donde se quemará sin causar daño antes de llegar al suelo. Es una solución ingeniosa.

El concepto de Ebisuzaki se inspiró en un proyecto científico denominado Observatorio Espacial del Universo Extremo, actualmente en desarrollo para la Estación Espacial Internacional. EUSO, que se instalará en la estación en 2017, es un instrumento fascinante por derecho propio; estudiará los rayos cósmicos extremadamente altos observando la luz que crean cuando chocan con las moléculas de aire. Pero la óptica sensible de campo amplio de EUSO también la hace muy adecuada para detectar y rastrear pequeños fragmentos de desechos espaciales, que son difíciles de localizar desde el suelo. Encontrar objetivos es el primer paso crucial para deshacerse de ellos.

El siguiente paso, por supuesto, es el láser. El concepto de RIKEN (que aún no está financiado) comenzaría con un prototipo de láser de 10 vatios, montado en la Estación Espacial Internacional, capaz de disparar 100 pulsos de láser por segundo. Eso allanaría el camino para un sistema más grande lo suficientemente potente como para destruir cualquier pieza de basura espacial dentro de un rango de 100 kilómetros, y finalmente conducir a un satélite dedicado a la limpieza de basura equipado con un láser de 500, 000 vatios que puede disparar 50, 000 veces por segundo . Tal satélite podría eliminar 100.000 piezas de basura al año, afirman los investigadores japoneses, lo suficientemente rápido como para controlar todo el problema de los desechos orbitales.

Hay importantes obstáculos técnicos que superar, incluida la capacidad de procesamiento de datos necesaria para detectar los bits de escombros y el considerable suministro de energía necesario para mantener en funcionamiento un láser tan potente durante años. Construir un satélite gigante de cañones láser tampoco sería barato. Pero este es exactamente el tipo de pensamiento ambicioso que se necesita para enfrentar el problema de la basura espacial.

También se están desarrollando varias tecnologías de limpieza adicionales. Un equipo separado liderado por los japoneses ha propuesto atrapar y eliminar los desechos espaciales con una enorme atadura electromagnética. Un proyecto europeo llamado e.DeOrbit atraparía grandes pedazos de basura espacial usando una red o un arpón y los enviaría hacia la Tierra. Otros conceptos en estudio utilizarían bocanadas de gas presurizado, redes imantadas grandes o un satélite estilo tirachinas. Sin embargo, el cañón láser tiene algunas ventajas obvias sobre todas estas opciones. Podría atacar a las crías pequeñas, no solo las piezas grandes, y podría tratar con muchos más objetivos de los que sería posible para cualquier nave espacial que los persiga uno por uno.

Si todas estas ideas suenan un poco locas, hay una buena razón: deshacerse de la basura espacial es un problema realmente difícil. Hay un montón de espacio para buscar escombros. Las piezas individuales son en su mayoría pequeñas y casi invisibles, y cada una sigue una órbita única. Los problemas difíciles requieren soluciones creativas (y en ocasiones extravagantes). Para complicar aún más las cosas, nadie ha dedicado mucho dinero a la limpieza, y cualquier misión que pueda eliminar la basura espacial podría eliminar satélites activos también, un tema político delicado. Si el cañón láser RIKEN nunca sucede, es más probable que se deba al presupuesto y los obstáculos políticos que a los técnicos.

A largo plazo, la mejor manera de lidiar con la basura espacial es nunca crearla en primer lugar. Uno de los principios más importantes aquí es lo que se denomina diseño para fallecimiento, es decir, ingeniería de satélites para que se desorbitan automáticamente y se retiren de la pila de basura dentro de, digamos, 25 años después del final de su misión. Una forma sencilla de hacer esto es equipar un satélite con una vela pequeña que se abriría cuando ya no fuera necesaria. La llamada “vela gossamer” actuaría como un paracaídas espacial, utilizando la presión de la luz solar y los rastros extremadamente finos de la atmósfera en órbita para crear una resistencia. El arrastre entonces tiraría del satélite hacia una muerte ardiente.

Una vela gossamer tiene una función muy similar a una vela solar, como el prototipo LightSail lanzado hoy por la Sociedad Planetaria. Eso crea un simpático tipo de simetría en la historia. Los poderosos láseres espaciales pueden ser útiles para limpiar los escombros, pero también se pueden usar para lanzar naves espaciales de alta velocidad. Las velas solares podrían usarse para desordenar satélites, pero también podrían proporcionar nuevas formas de navegar a nuevos mundos.

En resumen, los tipos de soluciones tecnológicas necesarias para despejar un camino a través de nuestro basurero local podrían ser exactamente los mismos que se necesitan para abrir un camino hacia las estrellas.

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