A las 16:56 horas (UTC) del 29 de agosto de 2009, un satélite de comunicaciones Iridium dejó de transmitir. En las horas siguientes, la red de vigilancia espacial estadounidense informó de que estaba rastreando dos grandes nubes de residuos espaciales. Una correspondía al silencioso satélite Iridium y la otra a un satélite militar ruso desaparecido llamado Cosmos 2251.
Esos residuos espaciales fueron el resultado de una colisión a gran velocidad, la primera que se conoce de ese tipo de choque entre satélites en órbita. El impacto generó más de 1.000 fragmentos de al menos 10 centímetros y un número mucho mayor de restos más pequeños. Los residuos se esparcieron alrededor del planeta en forma de una nube mortífera.
Los desechos espaciales representan un problema urgente para las naves que orbitan alrededor de la Tierra, y podría empeorar bastante. Cuando la densidad de estos restos supere un determinado umbral, los analistas prevén que la fragmentación causada por las colisiones generará una reacción en cadena que llenará nuestros cielos con cada vez más cantidades de fragmentos. Según algunos cálculos, ese proceso ya podría haberse iniciado.
Una solución obvia sería encontrar la manera de eliminar estos residuos. Una posibilidad sería dispararlos con un láser, vaporizarlos por partes y provocar que los restos salgan de nuestra órbita. Sin embargo, los restos más pequeños no pueden ser destruidos de esta manera por resultar demasiado difíciles de localizar y rastrear.
Otra opción sería enviar una nave especial capaz de recoger los fragmentos con una red o algún otro tipo de proceso de captura. Pero estas misiones se ven gravemente limitadas por la cantidad de combustible que pueden llevar.
Hoy, Lei Lan y sus compañeros de la Universidad Tsinghua de Pekín (China) proponen una solución distinta. Su idea consiste en construir un motor que convierta los desechos espaciales en carburante de forma que pueda desplazarse casi indefinidamente mientras limpia el cielo.
El concepto es sencillo en principio. A una temperatura suficientemente alta, cualquier elemento puede ser convertido en un plasma de iones positivos y electrones. Esto puede ser aprovechado como combustible al acelerarlo por un campo eléctrico.
Pero los detalles son complejos. En particular, la tarea de convertir los residuos en un plasma útil no resulta del todo fácil.
El equipo de Lei concentran sus esfuerzos en los desechos de un tamaño menor de 10 centímetros, las cosas que la ablación laser no puede abordar. Su idea es capturar los desechos con una red para después trasladarlos a un molino de bolas, un cilindro giratorio parcialmente lleno de bolas resistentes a la abrasión que pulverizan los desechos.
El polvo resultante se calienta y se introduce en un sistema que separa los iones de carga positiva de los electrones de carga negativa. Entonces los iones positivos pasan por un potente campo eléctrico que los acelera, convirtiéndolos en alta energía y generando impulso mientras son expulsados como gases de escape. Los electrones también son expulsados para conservar la neutralidad eléctrica de la nave especial.
Por supuesto, el impulso real que producen estos procesos depende de la densidad de los desechos, la naturaleza del polvo que generan, el tamaño de los iones positivos...y así. Todos estos factores son difíciles de determinar.
Y mientras que la nave no tendría por qué portar combustible, necesitará una fuente de energía. Exactamente de dónde procederá no está claro. El equipo de Lei afirma que las energías solares y nucleares serán suficientes, pero no abordan las serias preocupaciones que suscitaría cualquier nave alimentada por energía nuclear en órbita alrededor de la Tierra.
No obstante, el trabajo da qué pensar. Los residuos espaciales son un problema que tiene pinta de empeorar bastante en un futuro cercado. Es un área que necesita desesperadamente ideas nuevas antes de que la próxima gran colisión llene las órbitas de la Tierra con aún más basura.
Ref: arxiv.org/abs/1511.07246 : Debris Engine: A Potential Thruster for Space Debris Removal