MADRID, 10 (SERVIMEDIA)
Las emisiones de gases de efecto invernadero están cambiando el medio ambiente del espacio cercano a la Tierra, de manera que podrían reducir más del 50% el número de satélites que pueden orbitar con seguridad y de forma sostenible.
Esa es la conclusión de un estudio realizado por ingenieros aeroespaciales del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), de Estados Unidos, y publicado este lunes en la revista ‘Nature Sustainability’.
Los investigadores indican que el CO2 y otros gases de efecto invernadero pueden hacer que se reduzca la atmósfera superior.
Una capa atmosférica de especial interés es la termosfera, donde orbitan hoy la Estación Espacial Internacional y la mayoría de los satélites. Cuando esa parte de la atmósfera se contrae, la densidad decreciente reduce la resistencia atmosférica, una fuerza que empuja a los satélites viejos y otros residuos hacia altitudes donde se encontrarán con moléculas de aire y se quemarán.
Por lo tanto, una menor resistencia significa una mayor vida útil de la basura espacial, que ensuciará regiones codiciadas durante décadas y aumentará el potencial de colisiones en órbita.
“Nuestro comportamiento con los gases de efecto invernadero aquí en la Tierra durante los últimos 100 años está teniendo un efecto en cómo operamos los satélites durante los próximos 100 años”, apunta Richard Linares, profesor asociado en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT (AeroAstro).
William Parker, estudiante de posgrado en AeroAstro, añade: “La atmósfera superior se encuentra en un estado frágil, ya que el cambio climático altera el ‘statu quo’. Al mismo tiempo, se ha producido un aumento masivo en la cantidad de satélites lanzados, especialmente para ofrecer Internet de banda ancha desde el espacio. Si no gestionamos esta actividad con cuidado y trabajamos para reducir nuestras emisiones, el espacio podría quedar demasiado abarrotado, lo que provocaría más colisiones y residuos”.
MÁS DE 10.000 SATÉLITES
La termosfera se contrae y se expande de forma natural cada 11 años en respuesta al ciclo regular de actividad del Sol. Cuando la actividad solar es baja, la Tierra recibe menos radiación y su atmósfera más externa se enfría y se contrae temporalmente antes de expandirse nuevamente durante el máximo solar.
En la década de 1990, los científicos se preguntaron qué respuesta podría tener la termosfera a los gases de efecto invernadero. Su modelado preliminar mostró que, si bien los gases atrapan el calor en la atmósfera inferior, donde se experimentan el calentamiento global y el clima, los mismos gases irradian calor a altitudes mucho mayores, enfriando efectivamente la termosfera. Con este enfriamiento, predijeron que la termosfera debería encogerse, reduciendo la densidad atmosférica a grandes altitudes.
En la última década, los científicos han podido medir los cambios en la resistencia de los satélites, lo que ha proporcionado cierta evidencia de que la termosfera se está contrayendo en respuesta a algo más que el ciclo natural de 11 años del Sol.
“El cielo se está cayendo literalmente, solo que a un ritmo que se extiende a lo largo de décadas”, afirma Parker, quien agrega: “Y podemos comprobarlo por cómo está cambiando la resistencia de nuestros satélites”.
El equipo del MIT se preguntó cómo afectará esa respuesta al número de satélites que pueden operar con seguridad en la órbita terrestre. Actualmente, más de 10.000 satélites se desplazan a través de la órbita terrestre baja, que describe la región del espacio hasta 2.000 kilómetros de la superficie de la Tierra.
Estos satélites ofrecen servicios esenciales, incluidos Internet, comunicaciones, navegación, pronóstico del tiempo y banca. La población de satélites se ha disparado en los últimos años, lo que requiere que los operadores realicen maniobras regulares para evitar colisiones para mantener la seguridad.
Cualquier colisión que ocurra puede generar desechos que permanecen en órbita durante décadas o siglos, lo que aumenta la posibilidad de colisiones posteriores con satélites, tanto antiguos como nuevos.
“En los últimos cinco años se han lanzado más satélites que en los 60 años anteriores juntos”, resume Parker, quien apunta: “Uno de los aspectos clave que estamos tratando de entender es si el camino que estamos recorriendo hoy es sostenible”.
HASTA UN 66% MENOS SATÉLITES
Los investigadores simularon diferentes escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero durante el próximo siglo para investigar los impactos en la densidad atmosférica y la resistencia.
Para cada ‘capa’ o rango de altitud de interés, modelaron la dinámica orbital y el riesgo de colisiones de satélites en función de la cantidad de objetos dentro de la capa. Utilizaron este enfoque para identificar la ‘capacidad de carga’ de cada capa, un término que se usa típicamente en estudios de ecología para describir la cantidad de individuos que un ecosistema puede sustentar.
El equipo comparó varios escenarios: uno en el que las concentraciones de gases de efecto invernadero se mantienen en los niveles del año 2000 y otros en los que las emisiones cambian según las trayectorias socioeconómicas compartidas del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). Descubrieron que los escenarios con aumentos continuos de las emisiones conducirían a una capacidad de carga significativamente reducida en toda la órbita terrestre baja.
En particular, el equipo estima que, para finales de este siglo, el número de satélites alojados de forma segura en altitudes de 200 y 1.000 kilómetros podría reducirse entre un 50% y un 66% en comparación con un escenario en el que las emisiones se mantuvieran en los niveles del año 2000.
Si se supera la capacidad de los satélites, incluso en una región local, los investigadores predicen que la región experimentará una “inestabilidad descontrolada”, o una cascada de colisiones que crearía tantos desechos que los satélites ya no podrían operar allí de forma segura.
“Dependemos de la atmósfera para limpiar nuestros residuos. Y si la atmósfera está cambiando, entonces el entorno de los desechos también cambiará. Mostramos que la perspectiva a largo plazo sobre los desechos orbitales depende críticamente de la reducción de nuestras emisiones de gases de efecto invernadero”, concluye Parker.
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