¿Qué pasa si la basura espacial y el cambio climático se convierten en el mismo problema?

Es fácil comparar el problema de la basura espacial con el cambio climático. Las actividades humanas dejan demasiados satélites muertos y fragmentos de maquinaria descartados en la órbita terrestre. Si no se controla, la basura espacial podría plantear problemas importantes para las generaciones futuras, haciendo que el acceso al espacio sea cada vez más difícil, o en el peor de los casos, imposible.

Sin embargo, los dos pueden llegar a vincularse. La atmósfera de nuestro planeta empuja naturalmente los escombros en órbita hacia abajo y los incinera en la atmósfera inferior más gruesa, pero el aumento de los niveles de dióxido de carbono está reduciendo la densidad de la atmósfera superior, lo que puede disminuir este efecto. Un estudio presentado el mes pasado en la Conferencia Europea sobre Desechos Espaciales dice que el problema ha sido subestimado y que la cantidad de basura espacial en órbita podría, en el peor de los casos, aumentar 50 veces para 2100.

“Los números nos tomaron por sorpresa”, dijo Hugh Lewis, un experto en desechos espaciales de la Universidad de Southampton en Inglaterra y coautor del artículo, que se enviará para revisión por pares en los próximos meses. “Hay un motivo genuino de alarma”.

Nuestra atmósfera es un aliado útil para limpiar la basura espacial. Las colisiones con sus moléculas provocan arrastre, tirando objetos hacia la atmósfera. Por debajo de las 300 millas sobre la superficie, la mayoría de los objetos se descompondrán naturalmente en la atmósfera inferior más gruesa y se quemarán en menos de 10 años.

En la atmósfera inferior, las moléculas de dióxido de carbono pueden liberar radiación infrarroja después de absorberla del sol, que luego es atrapada por la atmósfera espesa en forma de calor. Pero por encima de las 60 millas, donde la atmósfera es más delgada, ocurre lo contrario. “No hay nada para recuperar esa energía”, dijo Matthew Brown, también de la Universidad de Southampton y autor principal del artículo. “Entonces se pierde en el espacio”.

El escape de calor hace que disminuya el volumen de la atmósfera y, por lo tanto, su densidad. Desde 2000, Brown y su equipo dicen que la atmósfera a 250 millas ha perdido el 21 por ciento de su densidad debido al aumento de los niveles de dióxido de carbono. Para 2100, si los niveles de dióxido de carbono duplican sus niveles actuales, en línea con la evaluación del peor de los casos por parte del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, ese número podría aumentar al 80 por ciento.

Para la basura espacial, las implicaciones son claras. Más de 2.500 objetos de más de cuatro pulgadas de tamaño orbitan actualmente a una altitud de 250 millas o por debajo de ella. En el peor de los casos, una mayor vida útil orbital de hasta 40 años significaría que se arrastran menos elementos a la atmósfera inferior. Los objetos a esta altitud proliferarían 50 veces hasta aproximadamente 125.000.

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Incluso en el mejor de los casos, donde los niveles de dióxido de carbono se estabilizan o incluso se invierten, se esperaría que la cantidad de basura espacial se duplicara. El Sr. Brown cree que un resultado más probable está en algún punto intermedio, quizás un aumento de 10 o 20 veces.

La investigación es “un trabajo muy importante”, dijo John Emmert, científico atmosférico del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos en Washington, DC, que ha estudiado la pérdida de densidad atmosférica. Sin embargo, el Dr. Emmert dice que se necesita más investigación para comprender la gravedad del problema, y ​​se sabe que el impacto del ciclo solar del sol también es un factor importante en los cambios de densidad atmosférica.

Los hallazgos también pueden plantear desafíos para los reguladores y operadores de satélites, especialmente SpaceX, Amazon y otras empresas que buscan construir megaconstelaciones de miles de satélites para transmitir el servicio de Internet al suelo desde la órbita terrestre baja.

El mes pasado, por ejemplo, la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. Aprobó una solicitud de SpaceX para disminuir las órbitas de casi 3.000 satélites en su constelación Starlink, con el razonamiento de que la resistencia atmosférica barrería naturalmente los satélites muertos y los escombros en un período de tiempo razonable.

La investigación del Sr. Brown y su equipo sugiere que la suposición puede ser errónea.

Un portavoz de la FCC dijo que la mayoría de sus solicitantes utilizan actualmente el software de evaluación de desechos de la NASA para predecir la vida útil de los satélites en órbita terrestre baja. “No sabemos en este momento si hay algún plan para cambiar ese programa para abordar los cambios en la composición atmosférica predichos en el documento”, dijo. “La FCC revisa periódicamente sus reglas y regulaciones y las actualiza de acuerdo con los desarrollos en el mercado y en el conocimiento científico”.

SpaceX no respondió a una solicitud de comentarios.

El Dr. Lewis dijo que sospechaba que algunos de los modelos, sin embargo, se basaban en datos obsoletos y que era necesario hacer más para eliminar activamente los satélites y los escombros de la órbita en lugar de depender del efecto atmosférico pasivo. “Los operadores deben hacer de este aspecto de la misión una prioridad”, dijo.

Incluso un aumento moderado de la vida útil de las grandes constelaciones podría plantear problemas importantes. “Si la nave espacial de SpaceX vuelve a entrar de forma pasiva en 10 o 15 años, ¿diría que es suficientemente bueno?” Dijo el Dr. Lewis. “Dado el hecho de que es una gran constelación, mucha gente diría que probablemente no”.