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En noviembre, cuando un pedazo de basura espacial se desvió hacia la Estación Espacial Internacional, los siete astronautas a bordo se prepararon.
Una nave espacial rusa acoplada a la estación espacial encendió sus motores durante cinco minutos, modificando ligeramente la trayectoria de la estación y alejando el laboratorio del área del peligro. Si la estación no hubiera cambiado de rumbo, los restos podrían haber pasado a 4 km de su trayectoria orbital, según la NASA.
El impacto de escombros en la estación espacial podría haber sido un desastre. Un impacto podría haber despresurizado segmentos de la estación y obligado a los astronautas a regresar a casa a toda prisa.
Lo que es más preocupante: el posible impacto no era algo tan raro. La Estación Espacial Internacional ha tenido que realizar maniobras similares decenas de veces desde que fue ocupada por primera vez en noviembre de 2000, y los riesgos de colisión aumentan cada año a medida que prolifera el número de objetos en órbita alrededor de la Tierra.
Durante años, los expertos en tráfico espacial han dado la voz de alarma sobre la creciente congestión. Las colisiones, explosiones y pruebas de armas anteriores han dado como resultado decenas de miles de fragmentos de escombros que los expertos están rastreando y posiblemente millones más que no se pueden ver con la tecnología actual.
Y aunque los riesgos para los astronautas pueden ser una preocupación principal, la congestión en órbita también es peligrosa para los satélites y las tecnologías espaciales que impulsan nuestra vida cotidiana, incluidas las herramientas GPS, así como algunos servicios de banda ancha, Internet de alta velocidad y televisión.
“La cantidad de objetos que hemos lanzado al espacio en los últimos cuatro años ha aumentado exponencialmente”, dijo el Dr. Vishnu Reddy, profesor de Ciencias Planetarias en la Universidad de Arizona en Tucson. “Por lo tanto, nos estamos dirigiendo hacia la situación que temimos”.
El evento al que se refiere Reddy es un fenómeno hipotético llamado síndrome de Kessler.
El síndrome de Kessler, que lleva el nombre del astrofísico estadounidense Donald Kessler y está basado en su artículo académico de 1978, tiene una definición confusa.
Pero la frase describe en líneas generales un escenario en el que los desechos en el espacio desencadenan una reacción en cadena: una explosión envía una nube de fragmentos que a su vez chocan contra otros objetos espaciales, creando más detritos. El efecto en cascada puede continuar hasta que la órbita de la Tierra esté tan obstruida con basura que los satélites se vuelvan inoperativos y la exploración espacial deba detenerse por completo.
Los investigadores no se ponen de acuerdo sobre el nivel actual de riesgo ni sobre cuándo exactamente la congestión en el espacio puede llegar al punto de no retorno.
Pero hay un consenso generalizado sobre una cosa: el tráfico en el espacio es un problema grave que necesita ser abordado desesperadamente, según entrevistas de CNN con científicos y expertos en tráfico espacial.
Desde el comienzo de los vuelos espaciales en 1957, ha habido más de 650 “rupturas, explosiones, colisiones o eventos anómalos que resultaron en fragmentación”, según la Agencia Espacial Europea.
Estos incidentes incluyen satélites que han chocado accidentalmente entre sí, partes de cohetes y naves espaciales que han explotado inesperadamente, y pruebas de armas de países como Estados Unidos, Rusia, India y China que han arrojado desechos a varias altitudes en órbita.
Rusia, por ejemplo, lanzó un misil contra uno de sus propios satélites como parte de una prueba de armas en 2021, creando más de 1.500 piezas de escombros rastreables.
La última colisión accidental importante entre dos objetos espaciales ocurrió en febrero de 2009, cuando un satélite militar ruso inactivo, llamado Kosmos 2251, chocó contra Iridium 33, un satélite de comunicaciones activo operado por la empresa de telecomunicaciones estadounidense Iridium. Ese evento produjo una enorme nube de casi 2.000 fragmentos de escombros de casi 10 centímetros de diámetro y miles de fragmentos aún más pequeños.
También son comunes eventos similares en una escala menor: un satélite meteorológico de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, por ejemplo, se rompió en órbita el 19 de diciembre, creando al menos 50 nuevos fragmentos de escombros, dijo el lunes LeoLabs, una empresa que rastrea objetos en el espacio. Fue solo el último de una serie de cuatro eventos de “fragmentación” en los últimos meses que crearon más de 300 nuevos fragmentos de basura.
Para quienes gestionan satélites, la congestión en el espacio puede ser una pesadilla. Es habitual que un operador de satélite reciba una docena o más de alertas al día sobre posibles colisiones.
El proceso de seguimiento de objetos en órbita, llamado conocimiento de la situación espacial, implica rastrear posibles “conjunciones” o aproximaciones entre dos entidades.
En un incidente ocurrido este año, por ejemplo, un satélite meteorológico de la NASA estuvo a menos de 20 metros de colisionar con un cohete ruso fuera de servicio, según LeoLabs.
Pero los riesgos pueden ser incluso mayores que lo que el conocimiento de la situación espacial puede predecir.
En la mayoría de los casos, un objeto debe ser más grande que una pelota de tenis para poder rastrearlo. El resto de los objetos son demasiado pequeños para reflejar la luz o se encuentran en zonas distantes de la órbita que son difíciles de observar directamente.
“Incluso con los mejores sensores actuales, hay límites a lo que se puede ‘ver’ o rastrear de manera confiable, y los desechos espaciales más pequeños a menudo son imposibles de rastrear”, dijo Bob Hall, director de proyectos especiales en COMSPOC Corp., una empresa de software de tráfico espacial.
Pero los objetos pequeños aún pueden representar amenazas importantes. En órbita, los objetos giran tan rápido que incluso una mota de pintura es capaz de atravesar el metal, según la NASA. Eso significa que cualquier pieza de basura que quede en el espacio es muy preocupante y potencialmente catastrófica.
No está claro exactamente cómo podría desarrollarse una reacción en cadena de colisiones en el espacio.
Las distintas regiones de la órbita terrestre tienen sus propios niveles de congestión y riesgo. La órbita baja, que se extiende hasta unos 2.000 km por encima de la superficie del planeta, es con diferencia la más concurrida.
Esta área alberga dos estaciones espaciales tripuladas y enormes constelaciones de satélites que transmiten Internet (como la red de casi 7.000 satélites Starlink de SpaceX ), monitorean el clima, observan la producción de cultivos o analizan el clima.
Si se produjera una serie de explosiones en la órbita baja de la Tierra, podría amenazar la vida de los astronautas, detener los lanzamientos de cohetes y causar la destrucción de toda la tecnología satelital presente allí.
La buena noticia en este escenario, si es que hay alguna, es que las condiciones desastrosas podrían no durar por generaciones: “Todavía tenemos restos de atmósfera en la órbita baja de la Tierra, por lo que tenemos un mecanismo de limpieza natural”, dijo Carolin Frueh, profesora asociada de Aeronáutica y Astronáutica en la Universidad de Purdue en Indiana.
A una altitud de alrededor de 500 km, los objetos en órbita caerán naturalmente a la Tierra o se desintegrarán en la atmósfera dentro de unos 25 años, dijo Frueh, indicando que un campo de escombros a esta distancia probablemente no amenazaría el acceso al espacio para las generaciones venideras.
Pero el panorama cambia rápidamente en órbitas más altas. A casi 800 km, se necesitaría al menos un siglo para que un trozo de desecho fuera arrastrado naturalmente fuera del espacio. A más de 1.000 kilómetros, el proceso llevaría miles de años.
Esas son malas noticias para la órbita geoestacionaria, una región a unos 35.786 km de la superficie de la Tierra, que alberga satélites de comunicaciones valorados en US$ 250 millones que transmiten televisión y otros servicios a amplias franjas del planeta.
“El lugar más peligroso donde esto (un evento similar al síndrome de Kessler) podría ocurrir es en GEO”, dijo Reddy, el investigador de la Universidad de Arizona. “Porque no tenemos forma de limpiarlo de manera rápida”.
La película de 2013 “Gravity” llevó la idea del síndrome de Kessler a la pantalla grande: un ataque de un misil ruso a un satélite muerto inicia una cascada de colisiones, generando una nube de basura que devasta otros satélites y naves espaciales.
Pero aunque el drama de “Gravity” se desarrolló durante una hora y media, un escenario de síndrome de Kessler en la vida real probablemente tardaría años, o décadas, en desarrollarse, dijeron los expertos.
Y desde el estreno de la película hace más de una década, la congestión en órbita ha aumentado rápidamente: las Fuerzas Armadas estadounidense estaba rastreando alrededor de 23.000 objetos en aquel entonces, en comparación con los 47.000 objetos de hoy.
Aunque se están realizando esfuerzos para calcular dónde, cuándo y cómo podría iniciarse un efecto dominó, es una tarea imposible, dijo Frueh de Purdue.
“Cuando hacemos predicciones sobre el futuro, tenemos que hacer suposiciones”, dijo Frueh. “Todos los modelos son erróneos, (pero) algunos son útiles”.
Los modelos son inexactos porque ni siquiera los expertos tienen una imagen exacta de dónde se encuentran los objetos en órbita. Los objetos más pequeños de unos 10 centímetros son prácticamente invisibles. Además, el clima espacial puede cambiar las trayectorias orbitales, por lo que es difícil predecir exactamente cómo y hacia dónde se desplazan los desechos, según el Dr. Thomas Berger, director del Centro de Tecnología, Investigación y Educación sobre Clima Espacial de la Universidad de Colorado. Berger habló sobre el tema el 11 de diciembre en la reunión anual de la Unión Geofísica Estadounidense en Washington.
El tamaño y la forma de los desechos espaciales también son un misterio. Por lo tanto, para modelar un único efecto del síndrome de Kessler, los analistas tendrían que adivinar exactamente cómo se desintegraría un satélite, qué aspecto tendría cada pieza de esos desechos, adónde viajaría y con qué otro objeto podría chocar a continuación.
“Lo que me mantiene despierto”, dijo Dan Oltrogge, director del Centro de Estándares Espaciales e Innovación de COMSPOC Corp., “es que los datos no son lo suficientemente precisos como para permitir que uno realmente evite aquello que cree que está evitando”.
Dado que el síndrome de Kessler no es un fenómeno instantáneo, los científicos están debatiendo si el fenómeno podría estar ya en marcha. El experimento mental de Kessler pide a los investigadores que consideren si, incluso cesaran todos los lanzamientos de cohetes, las colisiones en el espacio seguirían aumentando el número de objetos en órbita. Y no está claro si se ha llegado a ese punto.
Los investigadores entrevistados para este artículo ofrecieron diferentes perspectivas sobre si los acontecimientos indicativos del síndrome de Kessler ya habían comenzado.
Pero Frueh dijo que es por eso que ya no cree que el síndrome de Kessler sea un término útil.
“Creo que es confuso para el público que las diferentes entidades no estén de acuerdo”, dijo. “El concepto en sí no es tan claro y preciso como se podría pensar”.
En lo que sí parecen estar de acuerdo los expertos es en que la situación en órbita es problemática. Ninguno dijo que creyera que el desastre pudiera evitarse con certeza. Lo más probable, dijeron, es que la basura en órbita siga proliferando.
Frueh dijo: “Soy pesimista… de que actuemos lo suficientemente a tiempo para no tener daños económicos en el proceso”.
El Dr. Nilton Renno, profesor de Ciencias Climáticas y Espaciales e Ingeniería de la Universidad de Michigan, dijo que es optimista por naturaleza, pero la situación en la órbita terrestre le recuerda los problemas ecológicos que se están produciendo aquí, en nuestro planeta.
“La analogía que me gusta utilizar sobre los desechos espaciales es el plástico en los océanos”, dijo. “Solíamos pensar que los océanos son infinitos y que tirábamos basura y plástico en ellos, pero ahora nos damos cuenta de que no, son recursos finitos y estamos causando un daño enorme si no tenemos cuidado con lo que hacemos”.
Hay dos grandes consideraciones cuando hablamos de prevenir la proliferación de desechos en la órbita de la Tierra.
Una de ellas es la tecnología de limpieza: las empresas y las iniciativas gubernamentales están buscando desarrollar formas de sacar los desechos de la órbita, como el Subsistema de Desorbitación con Aumento de Arrastre (ADEO, por sus siglas en inglés), desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la empresa tecnológica High Performance Space Structure Systems (HPS GmbH). El prototipo de vela de frenado se desplegó con éxito desde el satélite ION en diciembre de 2022, según la ESA.
La tecnología de vela “proporciona un método pasivo de desorbitación al aumentar el efecto de arrastre de la superficie atmosférica”, según un comunicado de la ESA, con el objetivo de hacer que un satélite inactivo descienda más rápidamente y se queme en la atmósfera de la Tierra libre de escombros.
Sin embargo, estos métodos son experimentales y sumamente costosos, señaló Renno, y no está claro quién estaría dispuesto a pagar por ellos.
La segunda consideración es la regulación. Los expertos en política espacial llevan años rastreando los esfuerzos por adoptar nuevas directrices internacionales o leyes nacionales destinadas a impedir que las empresas espaciales o los actores maliciosos actúen de manera irresponsable.
Se están realizando algunos esfuerzos. En septiembre, las Naciones Unidas adoptaron el Pacto para el Futuro.
El documento, adoptado por los Estados miembros, incluye la intención de que las naciones “discutan el establecimiento de nuevos marcos para el tráfico espacial, los desechos espaciales y los recursos espaciales a través del Comité sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos”.
El lenguaje parece nebuloso y los expertos en política espacial señalan que las Naciones Unidas no tienen medios para hacerlo cumplir.
Tal vez sea más práctico, dijo Renno, que cada país adopte leyes para las partes interesadas en el espacio, y cree que Estados Unidos debería asumir un papel de liderazgo en ese proceso.
Reddy, de la Universidad de Arizona, estuvo de acuerdo.
“Creo que la mayor preocupación es la falta de regulación”, dijo. “Considero que contar con algunas normas y pautas propuestas por la industria ayudará mucho”.
