El reto de gestionar la basura espacial

En los últimos 25 años, el espacio se ha convertido en un factor crítico para todos los aspectos de nuestra seguridad nacional y nuestra vida cotidiana. Nuestra capacidad para construir sistemas espaciales también ha mejorado espectacularmente. Sin embargo, las directrices para mitigar los desechos y evitar colisiones, que podrían amenazar nuestra capacidad para operar los sistemas espaciales de forma fiable, no han seguido el ritmo de estos cambios tecnológicos.

Se considera basura espacial cualquier elemento que tenga por origen la Tierra, teniendo diferentes tamaños (un ejemplo de basura espacial es un satélite inactivo), y el principal peligro que tienen asociado es la gran velocidad a la que se mueven, en torno a unos 28.000 kilómetros por hora. Este hecho hace que sean capaces de actuar con las mismas consecuencias que los proyectiles.

Actualmente hay más de 130 millones de objetos orbitando alrededor de la Tierra

Según los datos de la Agencia Espacial Europea (ESA), actualmente hay más de 130 millones de objetos con un tamaño comprendido entre 1mm-1cm orbitando alrededor de la Tierra, más de 2.800 satélites inservibles y más de 21.000 objetos no identificados. Esto forma un cinturón de basura considerable alrededor de la Tierra y es bastante común que en las misiones, como por ejemplo en la Estación Espacial Internacional, se deban realizar ajustes en la trayectoria para esquivar estos elementos. Además, según la ESA, estos residuos se triplicarán en sólo 20 años.

El origen del protocolo de gestión de los desechos orbitales se remonta a la creciente preocupación por la acumulación de basura espacial en la órbita terrestre. La cuestión de los desechos espaciales ha estado presente en la agenda de los foros internacionales desde los años setenta, y en las décadas de los ochenta y noventa se multiplicaron los llamamientos a la acción internacional para abordar el problema.

Evolución de la basura espacial
A mediados de la década de 1990 se establecieron directrices mundiales para la reducción de los desechos orbitales, basadas en un marco sencillo de:

1. Limitación de la cantidad de desechos creados por cada lanzamiento o misión.
2. Prevención de explosiones y colisiones.
3. Reducción del tiempo de permanencia de los equipos espaciales en órbita terrestre una vez finalizada su misión.

La ESA tiene la intención de imponer en sus misiones la regla de ‘0 basura espacial’

La secuencia de iniciativas que surgieron de esta actividad fue fundamental para establecer la filosofía de un comportamiento responsable en el espacio por parte de todos los implicados en el sector, pero también se vio atenuada por la preocupación de imponer requisitos onerosos a los diseñadores de naves espaciales y a los operadores espaciales. Esa preocupación era muy pertinente en aquella época, en la que había pocos desechos en órbita, pocos países operaban activamente en el espacio, la tecnología espacial se encontraba en las primeras fases de madurez y pocas empresas comerciales dependían de sistemas espaciales fiables.

El control de la basura orbital es una cuestión compleja e internacional, y ninguna institución tiene el control total sobre ella a día de hoy. En su lugar, varias organizaciones e instituciones desempeñan un papel importante en su gestión.

Organismos gestionando los desechos orbitales
A nivel internacional, las Naciones Unidas desempeñan un papel clave en la coordinación de los esfuerzos para abordar la cuestión de los desechos orbitales. El Comité Interinstitucional de Coordinación en materia de Desechos Espaciales (IADC, por sus siglas en inglés), creado por las Naciones Unidas en 2007, es el principal foro internacional para coordinar los esfuerzos para abordar la cuestión de los desechos espaciales. El IADC cuenta con representantes de varias naciones y organizaciones internacionales que realizan actividades espaciales, como la NASA, la ESA, la Agencia Espacial Rusa y la Agencia Espacial Nacional China, entre otras. El IADC elaboró una serie de directrices para la reducción de los desechos espaciales. Desde entonces han sido ampliamente adoptadas por la comunidad internacional como protocolo para la gestión de los desechos orbitales. Estas directrices abarcan una serie de cuestiones, como el diseño y las pruebas de las naves espaciales, la eliminación de los satélites al final de su vida útil y el seguimiento y vigilancia de los desechos espaciales.

Además de las directrices del IADC, existen varias iniciativas nacionales y regionales destinadas a reducir la generación de basura espacial y mejorar el conocimiento de la situación en el espacio. Por ejemplo, en Estados Unidos, el Centro Conjunto de Operaciones Espaciales (JSpOC) es responsable del conocimiento de la situación espacial, incluido el seguimiento y la catalogación de los objetos en órbita. En Europa, la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA se encarga de vigilar los desechos espaciales y desarrollar estrategias para reducir su generación.

El principal peligro de la basura espacial es la gran velocidad a la que se mueve, unos 28.000 kilómetros por hora

Junto a estas organizaciones, varias empresas también desempeñan un papel en la vigilancia y el seguimiento de los desechos orbitales. Por ejemplo, en España, Elecnor Deimos dispone del Centro de Vigilancia Espacial. Deimos Sky Survey es un avanzado complejo dedicado a la detección y seguimiento de objetos espaciales cercanos a la Tierra situado en la montaña de Niefla, Ciudad Real. Sus telescopios permiten identificar satélites y otros objetos espaciales, como restos de basura espacial y asteroides cercanos (también conocidos como NEOs, por sus siglas en inglés). Así, Deimos Sky Survey presta servicio a través de programas europeos y nacionales de vigilancia y seguimiento de objetos espaciales (como el sistema español de vigilancia espacial S3T, gestionado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial), con el objetivo de proteger los satélites en órbita y prevenir daños por colisión con restos de basura espacial. También se hace cargo de alertar a los servicios de protección civil en caso de reentrada en la Tierra.

La ESA tiene la intención de imponer en sus misiones la regla de ‘0 basura espacial’, con el objetivo de ser capaz de recoger el 90% de los residuos que queden tras una misión e incluso de programar misiones espaciales para realizar recogida de la basura que resulte de sus actividades. Este hecho muestra que la sostenibilidad no es solo importante en la Tierra sino también en el espacio.

El papel del Ingeniero de Telecomunicaciones
Normalmente es el Ingeniero de Telecomunicación el encargado de preparar un informe sobre la basura espacial que es obligatorio presentar ante la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) previo al lanzamiento del satélite. La UIT es un organismo especializado de las Naciones Unidas responsable de las tecnologías de la comunicación y la información, incluida la comunicación por satélite.

Como parte de su función de supervisión de la comunicación por satélite, la UIT exige que los operadores de satélites presenten un informe sobre los planes para la eliminación del satélite al final de su vida útil. Este informe incluye información sobre los planes del operador para retirar de órbita el satélite, reducir el riesgo de colisión con otros objetos en órbita y minimizar la generación de desechos orbitales.

El informe sobre desechos orbitales que los operadores de satélites deben presentar a la UIT antes de lanzar un satélite se conoce como ‘Informe de Evaluación de Desechos Espaciales’. Dicho informe es un requisito para obtener por parte de la UIT una asignación de frecuencia para la comunicación por satélite. Su objetivo es contribuir a garantizar el uso responsable y sostenible del espacio. Las directrices de la UIT para la reducción de los desechos espaciales son ampliamente reconocidas como la norma internacional para las operaciones responsables por satélite, y son utilizadas por operadores de satélites, agencias espaciales y organismos reguladores de todo el mundo.

Actualmente la regulación internacional que define cómo se debe realizar el tratamiento de estos residuos es escasa

El Informe de Evaluación de Desechos Espaciales es revisado por la UIT para garantizar que los planes del operador del satélite para la eliminación de sus satélites al final de su vida útil cumplen las normas internacionales y minimizan la posibilidad de que el satélite contribuya a la acumulación de desechos orbitales.

Además del Informe de Evaluación de Desechos Espaciales, los operadores de satélites también tienen que presentar otra información relacionada con el lanzamiento y el funcionamiento de sus satélites, así como información sobre la órbita, el uso de frecuencias y los parámetros operativos del satélite.

Legislación
A efectos legales, los Estados son los últimos responsables de las actividades que lleven a cabo en el espacio las empresas que operan en su territorio o los organismos que dependan de dicha nación.

Actualmente la regulación internacional que define cómo se debe realizar el tratamiento de estos residuos es escasa. Las principales agencias espaciales, como la NASA, ESA, JAXA, etc., llevan un registro de los objetos identificados y, por tanto, es clave compartir esos datos para poder evitar potenciales colisiones. Por supuesto es necesaria una gestión política internacional para ser capaces de centralizar toda esta información y gestionarlo lo más eficientemente posible.

Cambio climático y basura espacial
También existe una relación directa entre los efectos del cambio climático y los efectos sobre la basura espacial. Esto es así puesto que, al incrementarse en la Tierra el impacto de los gases de efecto invernadero, se reduce la capa de la atmósfera, y esto hace que se modifique el ciclo de vida de estos objetos. Es decir, se desintegran menos elementos de los residuos espaciales y, por tanto, aumenta el riesgo de colisión con la Tierra.

Soluciones para la basura espacial
Ya hay varias propuestas para encontrar una solución a la gestión de la basura espacial. La ESA ya ha encargado una misión para recoger basura espacial. Bautizada como ‘Clear Space’, tiene por objetivo probar una tecnología que encuentra, captura y saca de su órbita diferentes tipos de residuos espaciales. Su fecha de lanzamiento está planificada para 2025.

Hay otras soluciones propuestas, como el pago de tarifas por puesta en órbita de satélites, en que el precio dependerá del riesgo que tiene el objeto en la órbita de generar desechos en un futuro. Otra compañía, la japonesa Astroscale, propone usar imanes para atrapar dichos desechos y quemarlos al entrar en la atmósfera como método para eliminar basura espacial.

Referencias

Chessab Mahdi, Mohammed. (2016). Study the Space Debris Impact in the Early Stages of the Nano-Satellite Design. Artificial Satellites. 51. 10.1515/arsa-2016-0014.