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Ms Tech | Debris: Getty; Earth: NASA

Espacio

A la caza de basura espacial: así se detecta a plena luz del día

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El lanzamiento de satélites agrava el problema de los desechos espaciales, que hasta ahora podían ser rastreados cuando las estaciones terrestres permanecían en oscuridad. Una nueva técnica ayuda a que la localización por láser de escombros en órbita sea precisa durante más horas

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 11 Agosto, 2020

La basura espacial no va a desaparecer dentro de poco, ni tampoco los problemas que provoca. Estamos preparados para ver más lanzamientos de satélites cada año, lo que significa que se soltarán más piezas de cohetes y naves espaciales que darán vueltas a más de 35.000 kilómetros por hora. A esas velocidades, incluso un objeto de unos pocos centímetros podría destruir de forma instantánea un satélite y lanzar aún más escombros al espacio. 

¿Cómo se puede solucionar este problema? Utilizando potentes láseres para medir la distancia de estos objetos, como un radar o un sónar. Un rayo láser impacta en los escombros en órbita y rebota de vuelta a la Tierra. Los equipos terrestres miden cuánto tiempo se tarda en averiguar dónde están y dónde se dirigen, alertando de posibles colisiones con otros objetos. Esta técnica de localización por láser es una práctica común para rastrear los satélites, "pero en la monitorización de desechos espaciales, la situación es diferente", asegura la experta en astrodinámica de la Universidad Purdue (EE. UU.) Carolin Frueh. 

La basura espacial no permanece en una órbita estable. "Empieza a dar vueltas y alcanza un movimiento potencialmente rápido, por lo que no está bien orientada", explica. Las detecciones por láser en estos casos son más aleatorias que las de los satélites, y por eso se necesitan observaciones continuas para predecir realmente hacia dónde se dirige la basura.

Además, la localización por láser solo ofrece un rango de localización de hasta varios miles de kilómetros de distancia. Para obtener mejores predicciones, los rastreadores de escombros espaciales también pueden medir el reflejo de la luz solar en estos objetos, lo que se puede usar para reducir ese rango a solo unos pocos metros. Sin embargo, estos reflejos de la luz solar solo se pueden observar al amanecer o al atardecer, cuando las estaciones terrestres aún están en oscuras, pero los satélites están iluminados.

Un equipo de investigadores europeos cree que por fin han solucionado este problema, según un nuevo artículo publicado en Nature Communications. El grupo dirigido por el investigador de desechos espaciales de la Academia de Ciencias de Austria, Michael Steindorfer, ha descubierto una forma de visualizar los escombros espaciales a plena luz del día sobre el fondo del cielo azul. En vez de medir los reflejos de la luz solar como antes, la nueva técnica de luz diurna utiliza un filtro especial, un telescopio y un sistema de cámaras para observar las estrellas en el cielo durante el día, cuando son 10 veces más difíciles de detectar. 

La técnica proporciona un fondo que contrasta con la basura espacial, que refleja la luz con más brillo al estar más cerca de la Tierra, por lo que ya no hace falta esperar hasta el crepúsculo o antes del amanecer para lograr las mediciones de la reflexión de la luz solar. Además, el equipo diseñó un nuevo software que corrige automáticamente las predicciones de ubicación de objetos en tiempo real con mayor precisión que los sistemas anteriores. 

Los investigadores probaron este nuevo "sistema de luz diurna" durante el día en cuatro cuerpos de cohetes diferentes que se mueven en órbita a menos de 1.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, determinando sus ubicaciones en un rango de aproximadamente un metro. Posteriormente validaron el sistema con las observaciones de otros 40 objetos. En total, los investigadores creen que el nuevo sistema de luz diurna puede ayudar a que la localización por láser sea más precisa entre 6 y 22 horas al día, dependiendo de la estación del año. Además, una estación de seguimiento debería disponer de los medios para establecer un sistema de este tipo. 

Hacia una red de detección de escombros 

Sin embargo, realizar observaciones a la luz del día tiene sus inconvenientes, y Steindorfer admite que los reflejos de otros objetos podrían interferir fácilmente con el rastreo de escombros. Tanto el hardware como el software deben mejorarse con el tiempo para reducir las predicciones inexactas, y Steindorfer afirma que todo el sistema debe considerarse como un proyecto en continuo desarrollo. Frueh, que no trabajó en el nuevo estudio, añade que el seguimiento a la luz del día ya es posible con radar, y las observaciones ópticas con la luz diurna también se han utilizado para detectar el movimiento de algunos escombros especialmente brillantes. 

objetos en órbita terrestre baja

Foto: Algunas estimaciones sugieren que hay 130 millones de desechos espaciales orbitando la Tierra.​ Crédito: NASA ODPO. 

Pero la combinación de estas observaciones telescópicas con las mediciones por láser proporciona "una gran mejora en las precisiones actuales de los objetos registrados, especialmente en órbitas a gran altitud, que no se pueden rastrear por radar", sostiene Frueh. Sin embargo, advierte que puede no ser una solución definitiva para detectar los escombros de todos los tamaños y a todas las altitudes, sino que debería ser una herramienta útil más dentro del abanico de posibilidades del rastreo de escombros

Steindorfer es lógicamente más optimista sobre el impacto del nuevo sistema de luz diurna y cree que podría ayudar a fomentar una red más organizada de estaciones de rastreo de basura en todo el mundo, trabajando conjuntamente de una manera que "mejore significativamente las predicciones orbitales y proporcione mejores advertencias de posibles colisiones, o incluso informe a las futuras misiones de eliminación de escombros espaciales". Teniendo en cuenta que el problema de la basura espacial es cada vez más grave, cualquier nueva solución es más que bienvenida en este momento. 

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