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Uno de los aspectos en el campo de la basura espacial en el que todavía es necesario un gran esfuerzo es la catalogación y caracterización de la población de objetos en órbita, así como la determinación de sus parámetros orbitales (que deben ser revisados periódicamente ya que están sujetos a numerosas perturbaciones). Estos objetivos se están llevando a cabo tanto con mediciones de radar como con observaciones en el rango óptico, involucrando a unas 50 instalaciones en el mundo (como el observatorio del Teide en la Islas Canarias) que realizan un promedio de 150.000 observaciones diarias.

Actualmente se conoce la existencia de más de 8.000 objetos en órbita con diámetros superiores a 10 cm.

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Esta población de residuos espaciales crece a un ritmo de unos 175 objetos por año como resultado de los 120 lanzamientos anuales. Una sexta parte de los objetos en órbita son fases de cohetes, una quinta parte la constituyen aparatos o satélites no operativos, un 12 % son piezas de maquinaria liberadas durante operaciones y un 40 % de los objetos son fragmentos de los más de 160 satélites y fases de cohetes que han sido destruidos en órbita, ya sea voluntariamente (un 30 % de los casos) o de forma accidental.

Sólo un 6 % de los objetos son satélites operativos. Aparte hay una población estimada de más de 100.000 fragmentos con un diámetro de 1 a 10 cm y decenas de millones de partículas aún menores, superando de lejos la población de meteoroides naturales cercanos a nuestro planeta.

La mayor parte de la basura espacial se sitúa obviamente en las bandas de altitud más útiles, es decir, en LEO (Low Earth Orbit, que se extiende hasta una altura de unos 2.000 km sobre la superficie terrestre) y en GEO (Geostationary Earth Orbit a una altura de 35.788 ± 300 km). En concreto, los picos de densidad se sitúan aproximadamente a 850, 1.000, 1.500, 20.000 (órbita semigeosíncrona) y 36.000 km de altura. La densidad máxima de objetos en LEO y en GEO es comparable (del orden de un objeto mayor que 10 cm por cada 100 millones de kilómetros cúbicos), pero el flujo es mucho mayor en LEO por la mayor velocidad de los objetos y el menor volumen total de esta región. Las órbitas GTO (Geostationary Transfer Orbits, con perigeo a 180-500 km y apogeo en GEO), también cuentan con una considerable población de residuos espaciales.






Algunas curiosidades sobre la población de basura espacial son:

El resto más antiguo aún en órbita es el segundo satélite estadounidense, el Vanguard I, lanzado el 17 de marzo de 1958 y que funcionó sólo durante 6 años.

En 1965, durante el primer paseo espacial de un estadounidense, el astronauta del Géminis 4, Edward White perdió un guante. Durante un mes el guante estuvo en órbita a una velocidad de 28.000 km / h, convirtiéndose en la prenda de vestir más peligrosa de la historia.

Más de 200 objetos, la mayoría bolsas de basura, salieron a la deriva de la estación espacial Mir durante sus primeros 10 años de vida.

La mayor cantidad de basura espacial creada por la destrucción de una sola nava se debió a la etapa superior de un cohete Pegasus lanzado en 1994.
Su explosión en 1996 creó una nube de unos 300.000 fragmentos de más de 4 mm, 700 de los cuales eran lo suficientemente grandes como para ser catalogados. Esta explosión, por si sola, duplicó el riesgo de colisión del Telescopio Espacial Hubble

Riesgo y probabilidad de colisión.
La necesidad de controlar el número de objetos en órbita es innegable, debido al riesgo de colisión con satélites operativos, teniendo en cuenta el elevadísimo coste que supondría la destrucción de tan sólo unos pocos satélites y/o el vernos forzados a abandonar las operaciones en algunas bandas de altitud.
En promedio, la velocidad relativa entre objetos situados en LEO es de 10 km/s (una bala de fusil va a unos 800 m/s), de forma que un objeto de 80 gramos tiene una energía cinética equivalente a la explosión de 1 kg de TNT, suficiente para destruir completamente un satélite de 500 kg en caso de colisión. Incluso un objeto de 1 cm de diámetro podría causar daños considerables a un satélite si chocara con él.

Dada la actual población de objetos en órbita, la probabilidad de una colisión no es despreciable. Sin embargo, para estar seguro de que una explosión o avería se ha debido a un impacto con un fragmento de basura espacial hay que ser capaz de descartar completamente que se haya producido por un fallo mecánico del propio satélite, y eso es muy difícil. No obstante, se está razonablemente seguro de que la destrucción del Kosmos 1275 en 1981 fue debida a una colisión y se sabe con certeza que el cambio de órbita del minisatélite militar francés CERISE, en julio de 1996, se debió al choque con un fragmento fuera de control de un cohete Ariane que había estallado 10 años antes y que chocó con el brazo de control de altitud de CERISE a casi 15 km por segundo. Por otra parte, de las más de 160 explosiones o fragmentaciones ocurridas en órbita, más de 25 se debieron a motivos todavía no explicados, y una parte de éstas podrían muy bien haber sido causadas por colisiones con basura espacial.

Se calcula que la probabilidad de que dos objetos de más de 10 cm de diámetro choquen en la banda de 800 a 1000 km de altura es de 1/100 por año, de forma que hay una probabilidad de más del 50 % de que haya una colisión de estas características en los próximos 10 ó 15 años. La probabilidad de que el choque con un objeto de 1 a 10 cm de diámetro haya causado alguna de las destrucciones de satélites que han tenido lugar en esta banda es del 40-70 %.

Los impactos con fragmentos metálicos de diámetros inferiores al milímetro son frecuentes, como lo atestiguan los más de 700 desperfectos en forma de cráter de tamaño superior a 1.2 mm observados en los 20 metros cuadrados de paneles solares del Telescopio Espacial Hubble. Y es que la probabilidad de impacto con un objeto de 0.1 mm contra una superficie de 100 metros cuadrados en una órbita a 400 km de altura (como la de la futura Estación Espacial Internacional -ISS o International Space Station-) es de 1 cada 10 días, aunque afortunadamente las colisiones de este tipo no suelen tener consecuencias fatales.

Blindajes y maniobras.
Debido al riesgo de colisión con fragmentos de basura espacial, es necesario acorazar los vehículos espaciales ante la posibilidad de que sufran impactos por parte de fragmentos incontrolados. El satélite canadiense Radarsat, lanzado en noviembre de 1995, fue el primero en incorporar blindajes contra posibles impactos. El acorazamiento es especialmente importante cuando se trata de vehículos tripulados que permanecen largo tiempo en el espacio. Dos ejemplos en este sentido son la estación espacial MIR o la futura Estación Espacial Internacional, que va a permanecer 10 años en órbita.

Además de incorporar blindajes, muchas naves se ven en ocasiones obligadas a efectuar maniobras para evitar chocar con fragmentos de basura espacial a la deriva. Aún así, por término medio, una de cada ocho de las ventanas del transbordador espacial debe reemplazarse después de cada misión por culpa de los microimpactos. De esta forma, desde que empezó a operar, han tenido que cambiarse más de 60 ventanillas, a casi 7.000.000 de pts la unidad. Sin embargo, no todas las naves y satélites pueden maniobrar. Por ejemplo, los tres cosmonautas que el 15 de septiembre de 1997 estaban en la MIR, tuvieron que refugiarse en el vehículo de seguridad Soyuz a la espera del paso anunciado de un satélite norteamericano por las inmediaciones de la estación espacial.

La atmósfera como método de limpieza natural.
Hoy en día, la única forma efectiva de que disminuya la población de objetos en órbita es el frenado por fricción con la atmósfera terrestre, que provoca que algunos fragmentos abandonen su órbita e inicien un movimiento de caída en espiral hacia la superficie de nuestro planeta. Afortunadamente, la inmensa mayoría de los fragmentos de basura espacial que abandonan su órbita se calientan tanto por la fricción con la atmósfera que se evaporan completamente antes de llegar a la superficie.

Sin embargo, este mecanismo es poco eficiente para alturas mayores que unos 1000 km, debido a la baja densidad de la atmósfera por encima de este nivel, donde los objetos pueden permanecer en órbita desde varias décadas hasta millones de años.

El estado de nuestra atmosfera no es siempre el mismo, sino que varía siguiendo el ciclo de 11 años de actividad solar. El número de manchas solares (zonas más oscuras o más brillantes de lo normal) que pueden verse en la superficie solar varía siguiendo un ciclo, de forma que en los mínimos de ese ciclo apenas hay manchas, mientras que en los máximos del ciclo hay decenas de manchas distribuidas por la superficie del Sol. Entre dos mínimos o dos máximos consecutivos hay un espacio de 11 años.

Durante los máximos de actividad solar, el flujo de radiación de nuestra estrella es ligeramente superior al habitual, lo que produce una expansión de la atmósfera terrestre. Este fenómeno causa que la basura espacial sufra una mayor fricción con la atmósfera, y por tanto se vea más frenada, con lo que cada 11 años se observa un descenso del orden del 10 % en el número de fragmentos en órbita. La última vez que tuvo lugar este fenómeno fue entre los años 1989 y 1990, cuando el número de objetos censados pasó de unos 7.300 a unos 6.700.

Durante este periodo de máxima actividad solar, un promedio de 3 objetos catalogados fueron deorbitados cada día (el triple del número normal), limpiando el espacio alrededor de nuestro planeta de más de 560 toneladas de metal en un sólo año. Las estaciones espaciales Skylab y Salyut 7 se contaron entre las víctimas de los máximos de actividad solar de 1979-80 y 1989-90, respectivamente.

Otras soluciones.
Las principales naciones involucradas comenzaron hace una década a sumar esfuerzos para reducir al máximo el problema creado por la basura espacial.

De momento, las medidas más eficaces consisten en:
Minimizar el número de residuos generados en las misiones espaciales. Hay que tener en cuenta que durante el primer cuarto de siglo de la era espacial no se ponía mucho cuidado en este aspecto y numerosas tuercas, abrazaderas y resortes salían despedidos cuando los satélites se liberaban de los cohetes propulsores. Además, muchas misiones se desprendían de las cubiertas de sensores o de dispositivos de control de altitud, o simplemente dejaban en órbita las etapas superiores de los cohetes. Hoy en día, en cambio, se intenta no producir más basura espacial de la estríctamente necesaria.

Descargar el combustible sobrante y apagar los sistemas eléctricos a bordo de las naves inactivas para prevenir posibles explosiones.

Intentar retirar de su órbita los satélites y fases de cohetes fuera de uso. La idea es que los de órbita baja sean enviados hacia la Tierra, para que se volatilicen por fricción con la atmósfera y que los de órbitas altas sean llevados a "órbitas cementerio" donde no puedan molestar a futuras misiones.

El problema de esta medida es que la carga de combustible extra necesario para hacer cambiar la órbita es del orden del 5 al 15 % de la masa del satélite mismo y por tanto implica unos costes muy elevados (el precio de colocar un solo kilo de material en órbita ronda los 3.000.000 de pts, con lo que el coste por el peso del combustible extra necesario para provocar la reentrada de un satélite de 1 tonelada sería de unos 300 millones de pts) o una reducción considerable en la vida útil del satélite.

Otra posibilidad es la de incluir cables de varios kilómetros de longitud enrollados a bordo de los satélites. La idea consiste en desenrollar estos cables cuando el satélite termine su vida útil y aprovechar la diferencia de potencial que se induce entre sus extremos debido al campo magnético terrestre. Esta diferencia de potencial establece una corriente eléctrica a lo largo del cable, lo cual consume una energía que el satélite sólo puede compensar perdiendo velocidad, con lo que empieza a caer y acaba reentrando en la atmósfera.
* Ámplia información extraída de... (Enlace...)

* Al menos unos 150.000 fragmentos de chatarra circulan sin control por el espacio, cuyo impacto por la velocidad, mataría a un astronauta.
A lo largo de la cortísima historia espacial los impactos han convertido en chatarra inservible por colisión no prevista centenares de satélites... (Enlace...)

* La basura espacial se origina principalmente en explosiones de satélites o partes de cohetes. El desprendimiento de las distintas etapas de un cohete, como en el caso de los históricos cohetes Saturno V que llevaron al hombre a la Luna, también ha sido una fuente común de desperdicio. Muchas veces las baterias de los satélites estallan accidentalmente; en otros casos satélites fuera de órbita ha sido destruidos intencionalmente para evitar su entrada a la Tierra.
Existe una lista de 115 misiones que han terminado en la destrucción o fragmentación del satélite, nave o cohete, lista necesariamente incompleta por la restringida información acerca de satélites espias... (Enlace...)

40 años de chatarra espacial.
Pero la historia de la chatarra espacial no había hecho más que empezar. En 1999, en sus primeros momentos de vida, la Estación Espacial Internacional estuvo a punto de morir. El sueño de la astronáutica mundial, fruto de la colaboración entre 15 países, estuvo a punto de perderse en el espacio. Durante una hora y media navegó sin control intentando esquivar un antiguo cohete ruso abandonado años antes y que, finalmente, pasó a unos 7 km de distancia de la estación. En septiembre del 2002, un astrónomo aficionado canadiense descubrió un depósito de combustible que daba vueltas a la Tierra y que fue identificado como la tercera etapa del cohete americano Saturno V, lanzado con la misión espacial Apolo XII en 1969. La luz que reflejaba se correspondía con el óxido de la pintura de titanio que se empleaba en esas misiones. Llevaba 35 años ahí arriba y quizás caiga en algún momento de los próximos 10.
* Ámplia información en... (Enlace...)

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Lanzar un kilogramo de carga a la órbita baja de la Tierra (LEO, por sus siglas en inglés) cuesta entre 5 mil y 10 mil dólares, y ese mismo peso de carga enviarlo a la órbita geoestacionaria (GEO, Geoestacionary Earth Orbit) en la cual están los satélites de comunicación, tiene un costo de más de 40 mil dólares, por lo cual tener este servicio de limpia para capturar objetos que no tienen ninguna utilidad, genera rechazo por parte de muchos gobiernos que lo ven como un gasto inútil.

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* Basura nuclear en el espacio, que regresará a la Tierra... (Enlace...)
* A todos los artículos alojados, tratados y enlazados desde Ibérica 2000, sobre el tema de las basuras... (Delitos ecológicos, y crímenes contra la salud pública...)

Basuras también en la Luna.
Según NASA, en 1959, una nave espacial cayó del cielo lunar y golpeó el suelo cerca del Mar de la Serenidad. La nave espacial se hizo añicos, pero su misión fue un éxito. Luna 2 de la Unión Soviética se había convertido en el primer objeto hecho por el hombre en "alunizar" en la superficie de nuestro satélite. Esto puede parecer difícil de creer, pero Luna 2 marcó la pauta a seguir: forzar choques contra la Luna intencionadamente. Docenas de naves espaciales lo han hecho.
* Más información en... (Enlace...)

El Derecho Internacional del Espacio, que tampoco se aplica...
Ningún Estado, incluso los que no participaban oficialmente en el Año Geofísico Internacional, protestó en ningún momento a pesar de que los objetos lanzados por los Dos Grandes pasaban y repasaban sobre sus territorios sin que los lanzadores hubieran solicitado autorización. Muy al contrario: el mundo entero celebró aquellos acontecimientos como un gran logro científico que inauguraba una nueva era en la historia: la Era Espacial. Pero el Año Geofísico tocaba a su fin: ¿Sería posible entender que el silencio de los Estados –el que calla otorga– significaba un consentimiento tácito tan sólo de los “sobrevuelos espaciales” relacionados con las actividades científicas del año geofísico? Algunos juristas soviéticos sostuvieron efectivamente esa tesis, lo que implicaba que en el futuro sería exigible la autorización de los Estados sobrevolados para el lanzamiento de satélites con otros fines. Y no estará demás recordar aquí que en el Derecho Aéreo, a diferencia del Derecho del Mar, no existe un derecho de paso inocente: las libertades del aire, consagradas en la Convención de Chicago de 1944, no incluyen la libertad de paso sobre el territorio, incluido el mar territorial, de aeronaves de Estado extranjeras, ni de las civiles empleadas en líneas regulares. Cierto que otros juristas del mismo bloque soviético habían argumentado que los satélites artificiales se mueven en un espacio extraterrestre, quizás mejor dicho, extra-atmosférico que, en comparación con el mar podría ser asimilado a la alta mar, donde existe plena libertad de navegación...
* Información al detalle en...

Recopilaciones y análisis de Elvira Soto, desde Salamanca.
(Periodista y documentalista)

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