Prueban un sistema español de redes para atrapar basura espacial

Actualmente hay más de 20.000 objetos de más de un centímetro orbitando alrededor de la Tierra y 17.000 de ellos son más grandes que una taza de café. El problema de la basura espacial se ha disparado en los últimos años como consecuencia del nivel tecnológico que ha alcanzado la sociedad. Los cientos de satélites que se necesitan para las telecomunicaciones o la observación del planeta han supuesto que si «hasta hace unos años se producía una alerta una vez al año, ahora se producen una cada mes», explica Miguel Ángel Molina, director de Desarrollo de Negocio y Programas de GMV. Esta compañía ha probado hace unos días su sistema de captura de basura espacial en condiciones de gravedad reducida. Un paso importante en la futura aplicación de este tipo de soluciones en órbita.

El sistema, llamado Patender, consiste en el lanzamiento de redes de captura desde algún aparato que previamente se ha lanzado al espacio. La red captura la basura que interesa y se devuelve a la Tierra. Patender se ha desarrollado durante un año, junto a un complejo software de simulación que recrea la dinámica del despliegue de la red y la captura del satélite objetivo. En el proyecto, financiado por la Agencia Espacial Europea, han participado además la Universidad Politécnica de Milán, encargada de los modelos matemáticos de la red, y la Fundación Asturiana Prodintec, responsable de la fabricación del sistema neumático-eléctrico que permite el despliegue.

Todo este desarrollo se ha probado por primera vez en condiciones de gravedad cero hace escasas semanas. Todo el equipo se trasladó al aeropuerto de Bordeaux-Mérignac en Francia y allí se instaló a bordo de un Airbus A-310. La peculiaridad de este aparato es que estaba preparado para acometer hasta 31 parábolas durante la fase de vuelo, de forma que consiguiese 22 segundos de ingravidez cada vez. Durante esos momentos se hicieron las pruebas de lanzamiento y captura de una maqueta del satélite de observación de la Tierra de la ESA, Envisat. Las primeras pruebas sirvieron para verificar que estaba todo correctamente fijado y se mantenía estable y después llegó el momento de probar a lanzar la red contra el objeto. De hecho, se consiguió hacer 15 despliegues de red y de capturas de la maqueta. Gran parte del desarrollo hasta llegar a esta prueba en condiciones parecidas a las del espacio se ha centrado en la integración de la red en el satélite, en descubrir cómo se debe lanzar y con qué mecanismo. «Una vez resuelto el problema tecnológico, hay que resolver el problema operativo, es decir organizar una misión real de captura de basura, empezando por una misión de demostración antes de llegar al proceso final de industrialización», explica Molina.

Los resultados, como confirmaba la ESA, son prometedores pero hay que seguir dando pasos. Y es que el número de lanzamientos sigue creciendo. Cada país quiere contar con su propia tecnología desde el espacio para no tener que depender de terceros; las economías emergentes cuentan con cada vez más capacidad de lanzamiento, además de que se está produciendo un boom de satélites pequeños, micros y nanos, que son más fáciles de lanzar. Sin embargo, muchas misiones se quedan sin control, mientras pequeños tornillos o restos de pintura giran, como los satélites, a velocidades que pueden ser superiores a los 7 km/h. Dichos restos pueden colisionar con satélites activos o re-entrar en la atmósfera y llegar a zonas habitadas.

Zonas densamente pobladas

No todas las órbitas están igual de pobladas, depende del tipo de lanzamiento. Las más abundantes son las misiones de observación, que se sitúan en una órbita bastante sobrecargada de piezas. «Los operadores de telecomunicaciones reciben una alerta todos lo meses y eso que se encuentran en una órbita menos poblada, a unos 36.000 km de altura. Entre los 300 y los 1.000 km de altura es donde se concentra las grandes problemas, porque es donde se sitúan, por ejemplo, los satélites de observación. Aquí se ha pasado de tener alertas mensuales a tenerlas una vez a la semana. Parte de nuestra actividad se centra en chequear situaciones de riesgo de posibles objetos bajo el control de nuestro clientes», continúan desde GMV.

Para los satélites y otros objetos que ya forman parte del catálogo de la basura espacial se han planteado algunas soluciones más. Y lo llamativo es que las más fiables cuentan con el sello «made in Spain». Como afirman los expertos, nuestro país se encuentra en una situación muy interesante en cuanto al desarrollo tecnológico y la aplicación de nuevas ideas. «Hay mucha actividad tanto de universidades como de empresas. La universidad Politécnica cuenta con dos propuestas de las más prometedoras, como utilizar chorros de iones (IBS) para empujar a los satélites a órbitas más bajas o la tecnología de los amarres electrodinámicos para los satélites nuevos que se lancen. La Universidad Carlos III está también haciendo un gran trabajo en el análisis del sistemas de propulsión», explica Claudio Bombardelli, profesor de la ETSI Aeronáutica y del Espacio e investigador de Dinámica Espacial de la Universidad Politécnica de Madrid.

De momento y mientras no exista una normativa que obligue, acercar estos aparatos a la atmósfera para que se desintegren o desviarlos hacia órbitas cementerio donde no molesten es sólo una práctica recomendada. Hay muchas hipótesis, incluso la de revivir misiones con un tanque cisterna que vuelvan a llenar los depósitos de los objetos volantes, aunque se desconoce la aplicabilidad real de esta solución puesto que los satélites disponen de una vida útil teórica y el comportamiento fuera de ese periodo resulta una incógnita. Si llevan tiempo sin funcionamiento o control , no está claro que puedan volver a estar operativos. Sin embargo, las opciones más realistas que se barajan para las futuras misiones espaciales se basan en varios sistemas. Las velas solares o «añadir algún objeto como un cable que disipe la energía para que vaya cayendo hacia la atmósfera al final de su vida útil», continúa Molina. En este sentido, «la tendencia es que los objetos no estén más de 25 años en servicio, sino que dentro de este tiempo entren de nuevo en la atmósfera», explica Bombardelli.

Propulsión eléctrica, por chorro, uso de redes o arpones parecen que se configuran como las soluciones más prometedoras, aunque el siguiente paso para todas estas tecnologías es contar con una prueba real en órbita. «Sólo se ha comprobado el funcionamiento de las amarras espaciales en órbita. En los años 90 hubo alguna misión pero se produjo algún accidente por problemas en el diseño y desde entonces no se ha vuelto a probar. Creo que ningún sistema tiene ninguna dificultad tecnológica especial, lo único que falta para que se elimine la basura es que se convierta en una prioridad política». Parece que habrá que esperar a 2020 para alguna de las tecnologías llegue al espacio, mientras, cada uno apuesta por la propia: «Las redes ofrecen cierta seguridad política, puesto que los láseres o arpones pueden generar temores entre países a posibles ataques», afirma Molina. Bombardelli, por su parte, afirma que a finales de 2015 se probará en tierra, en cámara de vacío el sistema IBS de la Universidad.

Para saber más

Envisat es un satélite de observación de la Tierra de la ESA. Lleva en el espacio desde 2002 y se sitúa a unos 790 km de altura. Se considera basura espacial desde 2012; cuando se perdieron las comunicaciones con él. Supone un peligro por sus grandes dimensiones de 25 metros de largo y 10 de ancho.

El vuelo parabólico del Airbus A-310 consiste en la ejecución de 31 parábolas durante las cuales se consiguen alrededor de 22 segundos de ingravidez. Se establecen grupos de cinco parábolas consecutivas con una pausa de un minuto y 40 segundos entre ellas y de 5,10 minutos entre grupos de parábolas.

Las redes usadas por el experimento miden 0.6 x 0.6 metros y están fabricadas en una fibra de aramida de alta resistencia a la tracción, alto módulo de elasticidad, bajo peso y una mucha resistencia al calor y a los agentes químicos. Se pueden considerar como «cables de acero» de origen plástico. Son muy usados en la fabricación de las grandes maromas de los buques mercantes y un claro candidato también para las redes espaciales.