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Artículo publicado el 3 de diciembre de 2015 en Technology Review

Los riesgos asociados con la basura espacial están aumentando. Se necesita desesperadamente una forma eficiente de limpiar los cielos de basura, y un equipo de ingenieros chinos creen tener la respuesta.

A las 16:56 UTC del 29 de agosto de 2009, un satélite de comunicaciones Iridium se silenció súbitamente. En las siguientes horas, la Red de Vigilancia Espacial de los Estados Unidos informó de que estaban siguiendo dos grandes nubes de restos — una del Iridium y otra de un satélite militar ruso inactivo llamado Cosmos 2251.

Motor que funciona con basura espacial

Motor que funciona con basura espacial

Los restos fueron el resultado de una colisión a alta velocidad, la primera vez que se tiene constancia de que esto sucede entre dos satélites en órbita. El impacto creó unos 1000 fragmentos mayores de 10 centímetros, y un número  mucho mayor de trozos más pequeños. Esta basura se expandió alrededor de todo el planeta en una nube letal.

La basura espacial es un problema acuciante para las naves que orbitan la Tierra, y podría empeorar significativamente. Cuando la densidad de la basura espacial alcance un cierto umbral, los analistas predicen que la fragmentación provocada por las colisiones disparará una reacción en cadena desbocada que llenará los cielos cada vez con más fragmentos. Según algunas estimaciones, este proceso podría estar ya en marcha.

Una solución obvia es encontrar una forma de eliminar estos restos. Una opción es atacar los trozos más grandes con un láser, evaporándolos en trozos menores y provocando que los restos caigan de la órbita. Sin embargo, no se puede lidiar con los trozos más pequeños de este modo, dado que son difícilmente rastreables y localizables.

Otra opción es enviar una nave capaz de barrer la basura con una red o algún otro método de captura. Pero estas misiones están gravemente limitadas por la cantidad de combustible que pueden transportar.

Hoy, Lei Lan y sus colegas de la Universidad de Tsinghua en Pekín, China, proponen una solución distinta. Su idea es construir un motor que convierta la basura espacial es combustible, de forma que pueda maniobrar de forma casi indefinida mientras barre la basura.

Su idea, en principio, es simple. A una temperatura lo suficientemente alta, cualquier elemento puede convertirse en un plasma de iones positivos y electrones. Esto puede usarse como combustible, acelerándolo a través de un campo eléctrico.

Sin embargo, los detalles con complejos, en particular la tarea de convertir basura en un plasma usable no es una tarea sencilla.

Lei y sus colegas centran sus esfuerzos en la basura de tamaño menor a 10 centímetros, aquella que no puede abordar la ablación por láser. Su idea es capturar la basura usando una red y luego transferirla a un molino de bolas. Esto es un cilindro giratorio parcialmente lleno de bolas resistentes a la abrasión que trituran la basura hasta convertirla en polvo.

Este polvo se calienta y alimenta a un sistema que separa los iones cargados positivamente de los electrones cargados negativamente. Los iones positivos pasan entonces por un potente campo eléctrico que los acelera a altas energías, generando un impulso cuando son expulsados en forma de gas de escape. Los electrones también son expulsados para mantener la nave eléctricamente neutra.

Por supuesto, el impulso real que produce depende de la densidad de los restos, la naturaleza del polvo que produzca, en tamaño de los iones positivos, etcétera. Todo esto es difícil de evaluar.

Y aunque la nave no necesita transportar combustible, necesitará una fuente de energía. De dónde procederá ésta es algo que aún no está claro. Lei y sus colegas dicen que la energía solar y nuclear serían suficientes, pero no abordan las serias preocupaciones que generaría una nave espacial alimentada por energía nuclear en la órbita terrestre.

No obstante, el trabajo proporciona algo en lo que pensar. La basura espacial es un problema que parece probable que empeore en el futuro cercano. Es un área donde se necesitan desesperadamente nuevas ideas antes de que la siguiente gran colisión llene la órbita de la Tierra con aún más basura.

Referencias

arxiv.org/abs/1511.07246 : Debris Engine: A Potential Thruster for Space Debris Removal

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