El creciente problema de los desechos espaciales en LEO (órbita terrestre baja) está atrayendo cada vez más atención. Con miles de satélites en órbita y miles más en camino, nuestro apetito por los satélites parece ilimitado. Pero cada satélite tiene una vida útil. ¿Qué hacemos con ellos cuando han dejado de ser útiles y se han convertido en desechos espaciales simples y problemáticos?
Solo en los próximos cinco años, se espera que lancemos hasta 2600 más nano-satélites y cubesat. Ya hay casi 5.000 satélites en órbita alrededor de la Tierra, y muchos de ellos son escombros espaciales que no funcionan ahora, obstruyendo las rutas orbitales para los satélites más nuevos. De hecho, según la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre (UNOOSA), lanzamos un total de 382 objetos al espacio solo en 2018, un número insostenible.
No hay escasez de posibles soluciones a este problema. Algunas soluciones que suenan exóticas incluyen arpones, redes, imanes, incluso láseres. Ahora, la NASA tiene dinero de la startup Vestigo Aerospace, relacionada con la Universidad de Purdue, para un estudio de seis meses que analiza el uso de velas de arrastre para desorbitar la basura espacial, incluidos satélites, propulsores de cohetes gastados y otros desechos, de manera segura.
Vestigo Aerospace fue iniciado por David Spencer, profesor asociado en la Facultad de Ingeniería de Purdue. "A través del estudio de seis meses, avanzaremos en la tecnología de navegación de arrastre para desorbitar satélites pequeños y lanzar etapas de vehículos", dijo Spencer en un comunicado de prensa. "La eliminación segura de los objetos espaciales al completar la misión es necesaria para preservar la utilidad de las órbitas de alto valor".
Las velas de arrastre son un poco diferentes a otros métodos. Si bien los arpones, los láseres y las redes propuestos por varias agencias están destinados a hacer frente a la basura espacial que ya está acumulada, las velas de arrastre están diseñadas para integrarse en un satélite y desplegarse al final de su vida útil.
"Vestigo Aerospace está desarrollando una línea de productos de velas de arrastre para abordar la necesidad de la capacidad de desorbitar como una alternativa a los sistemas de propulsión convencionales", dijo Spencer, quien trabajó durante 17 años en el Laboratorio de Propulsión a Chorro antes de unirse a la facultad de Purdue. "El equipo también investigará el uso de velas de arrastre para la reentrada selectiva de objetos espaciales, para reducir la incertidumbre en los corredores de reentrada atmosférica y las zonas de impacto de escombros".
Las velas se desplegarían al final de la vida útil de un satélite. Una vez desplegados, reducirían la velocidad de un objeto y luego lo ayudarían a desorbitarse de manera segura. Actualmente, los satélites se desorbitan más o menos en sus propios términos, y es difícil calcular dónde pueden golpear la Tierra, si son demasiado grandes para quemarse en la reentrada.
Una característica clave del diseño del sistema Vestigo Aerospace es la escalabilidad. En un intercambio de correo electrónico con la revista Space, David Spencer dijo: "... estamos diseñando el sistema para que sea escalable, de modo que pueda usarse para desorbitar satélites host que van desde CubeSats de 1 kg hasta pequeños asientos de 450 kg, o etapas superiores de vehículos de lanzamiento de 1,000 kg . "
Su sistema también proporciona lo que se llama "estabilidad aerodinámica pasiva". Según Spencer, "esto permite que el sistema recorte naturalmente a la máxima orientación de arrastre".
Vestigo Aerospace no es el primero en investigar y desarrollar velas de arrastre. El CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) fue una misión de demostración de 2017 que analizó la desorbitación de los nano-satélites con velas de arrastre. Estaba dirigido principalmente a Cubesats, donde se uniría al exterior para no interferir con la electrónica.
CanX-7 utilizó cuatro velas para desorbitar sus 3,5 kg (7,7 libras) de masa. En solo una semana después del despliegue, logró cambiar significativamente su tasa de descomposición orbital. Finalmente, se estabilizó con las cuatro velas en la parte trasera del satélite, lo que aumentó aún más la descomposición orbital.
Las pautas han estado vigentes desde 2007, estableciendo que la vida orbital de un nanosatelital no debe exceder los 25 años. Esas directrices provienen del Comité Interinstitucional de Coordinación de Desechos Espaciales (IADC). Si bien podría depender de los métodos más exóticos para lidiar con los desechos acumulados en órbita, las velas de arrastre ofrecen un método asequible y potencialmente fácil de desarrollar para garantizar que los satélites futuros no sobrepasen su utilidad.
Fuentes:
- Comunicado de prensa: limpieza del vecindario cósmico
- Comunicado de prensa: después de solo una semana, CanX-7 muestra que las velas de arrastre son efectivas para desorbitar el satélite
- Revista espacial: satélite británico prueba su arpón espacial basura
