Wednesday 17 de April, 2024

CIENCIA | 23-12-2023 18:44

¿Cuánta basura espacial pende sobre nuestras cabezas?

Estudios científicos hallaron veinte tipos de partículas metálicas en muestras de aire de la estratósfera: plata, níquel y aluminio, utilizadas en la construcción de cohetes y satélites. Así confirmaron que el origen es metal vaporizado de naves espaciales que reingresan a la atmósfera de la Tierra.

En una memorable crónica, Gabriel García Márquez confesó, “sin pudor y hasta con cierto orgullo machista”, su miedo a volar. Así: “Tal vez porque es un miedo diferente, uno que no existe desde nuestros orígenes, como el miedo a la oscuridad o el miedo mismo a ser percibido como si tuviera miedo. Al contrario: el miedo a volar es el más reciente de todos, ya que existe desde que se inventó la ciencia de volar”. Un temor aún más contemporáneo es que objetos del espacio caigan sobre nuestras cabezas. Vale la pena recordar el pánico causado en 1979, cuando la estación espacial Skylab, ya vacía de astronautas, se desintegró al reingresar a la atmósfera terrestre.

¿Qué sería de esas 91 toneladas de acero? La posibilidad de que un trozo, por pequeño que fuera, llegara a una persona era relevante, según cálculos matemáticos los pedazos se propagaban como virus: uno entre 152. La posibilidad de que alcanzara a una ciudad de 100.000 habitantes era de uno entre siete. Hubo un pánico inmenso, a pesar de la calma solicitada por la NASA (la agencia espacial de los Estados Unidos), pero los escombros cayeron sobre el océano Índico y zonas desérticas de Australia. Los restos están ahora en museos.

La preocupación por lo que viene del espacio, sin embargo, no se detuvo ahí, con la desventura del Skylab, y ha sido objeto de nuevos estudios por parte de organismos internacionales que catalogan los desechos espaciales. Hay millones de escombros, eso sí, de distintos orígenes. El problema creció a un ritmo acelerado, a raíz de la carrera espacial y la entrada en escena de países como India, Japón y Emiratos Árabes Unidos,  como así también de empresas privadas: SpaceX y Blue Origin

Con estos nuevos actores lanzando dispositivos por el cielo, es natural que la suciedad se multiplique. Está claro: cuantos más satélites se envían al espacio, mayor es la posibilidad de que objetos vaguen por el cielo y se pierdan. De las 15.000 sondas colocadas en órbita desde el inicio de la exploración espacial, 7.500 siguen operativas en todo el mundo. En otras palabras, la mitad se convirtió en basura flotante, sin función alguna. Existe un riesgo ínfimo, casi nulo, de herir a personas de carne y hueso. Sin embargo, es mucho más probable el contacto con otras máquinas. De la basura espacial conocida y rastreada, el 70 por ciento se encuentra en la órbita terrestre baja, que se extiende aproximadamente a 2.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.

Cuando están apagados, estos equipos son arrastrados hacia abajo por la fuerza gravitacional de la Tierra. Se queman al regresar a la atmósfera terrestre, pero no desaparecen por completo. Quedan piezas, pero sólo las más grandes, que miden más de 10 centímetros, están catalogadas y pueden ser rastreadas. Algunos objetos son enormes, del tamaño de un micro escolar, como el satélite Envisat, lanzado en 2002 por la Agencia Espacial Europea (ESA) y desactivado diez años después. Con una trayectoria desconocida, los restos más pequeños también son peligrosos, debido a que pueden destruir naves espaciales como consecuencia de la velocidad que alcanzan.

Alcances de la basura espacial

Para medir mejor el alcance del impacto de la basura espacial, un equipo estadounidense de científicos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) analizó recientemente muestras de aire de la estratósfera y notó la presencia de más de veinte tipos de partículas metálicas: plata, níquel y aluminio, utilizadas en la construcción de cohetes y satélites. Dicha variedad de metales proviene de satélites y propulsores de cohetes gastados vaporizados por el intenso calor que reciben cuando reingresan a la atmósfera terrestre.

El polvo metálico no contamina directamente las capas inferiores de la atmósfera ni interfiere de manera negativa con la calidad del aire que se respira, que ya está degradado. Sin embargo, existe el riesgo de que se produzca una interferencia con la capa de ozono, un escudo protector natural contra el calentamiento global. "Podría haber algún daño a la salud de las personas", explica Daniel Murphy, quien dirigió un equipo que incluía científicos de CIRES, Purdue y la Universidad de Leeds.

El descubrimiento es uno de los hallazgos iniciales del análisis de los datos recopilados por un avión de investigación de gran altitud sobre el Ártico durante una misión del Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA denominada SABRE, abreviatura de procesos de aerosoles estratosféricos, presupuesto y efectos radiactivos. Es el esfuerzo más ambicioso e intensivo de la agencia hasta la fecha para investigar las partículas de aerosol en la estratósfera, una capa de la atmósfera que modera el clima de la Tierra y alberga la capa protectora de ozono.

Por medio de un instrumento construido a medida en la NOAA en Boulder, Colorado, y montado en la nariz de un avión de investigación WB-57 de la NASA, los científicos encontraron aluminio y metales exóticos incrustados en aproximadamente el 10 por ciento de las partículas de ácido sulfúrico, que constituyen la gran mayoría de partículas en la estratósfera. También pudieron comparar la proporción de elementos raros que midieron con aleaciones especiales utilizadas en cohetes y satélites, y así confirmaron su origen como metal vaporizado de naves espaciales que reingresan a la atmósfera de la Tierra. Los hallazgos de la investigación fueron publicados en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

"Dos de los elementos más sorprendentes que vimos en estas partículas fueron el niobio y el hafnio -explica Daniel Murphy-. Ambos son elementos raros que no se esperan en la estratosfera. Era un misterio de dónde vienen estos metales y cómo terminan allí.”

Pionera, misión SABRE

La misión SABRE se centró en aerosoles, pequeñas partículas que absorben y reflejan los rayos del Sol, protegiendo a la Tierra y que, en las condiciones adecuadas, sirven como superficies para reacciones químicas que destruyen la capa de ozono. Es la primera vez que una investigación relaciona de manera directa la contaminación estratosférica con el reingreso de desechos espaciales.

El niobio y el hafnio no se encuentran como elementos libres en la naturaleza, sino que se refinan a partir de minerales. Se utilizan en semiconductores y super aleaciones. Además de estos dos elementos inusuales, un número significativo de partículas contenía cobre, litio y aluminio en concentraciones muy superiores a las encontradas en los meteoritos o "polvo espacial". "La combinación de aluminio y cobre, más niobio y hafnio, que son utilizado en aleaciones resistentes al calor y de alto rendimiento, nos señaló la industria aeroespacial", dijo Murphy.

En total, los científicos identificaron más de 20 elementos distintos procedentes de la reentrada de naves espaciales y satélites en las partículas muestreadas durante SABRE, entre ellos plata, hierro, plomo, magnesio, titanio, berilio, cromo, níquel, zinc y litio.

Los científicos de la NOAA pudieron identificar con precisión tantos metales diferentes gracias a un instrumento personalizado llamado PALMS (por Análisis de partículas por espectrometría láser) que analiza la composición química de partículas individuales en el aire una por una mientras el avión está en vuelo. 

Los científicos están ansiosos por comprender cómo estas partículas de desechos aeroespaciales interactúan con otros aerosoles en la estratósfera debido al aumento previsto en el tráfico espacial y su posible impacto en la capa de ozono. También quieren explorar el impacto de posibles propuestas futuras para sembrar la estratósfera con millones de toneladas de aerosoles de azufre para frenar el ritmo del calentamiento global reflejando la luz solar de regreso al espacio.

"Con un 10%, la fracción actual de aerosoles estratosféricos con núcleos metálicos no es grande", comentó el coautor de estudio, Martin Ross a The Aerospace Corporation. “Pero en los últimos cinco años se han lanzado más de 5.000 satélites. La mayoría de ellos regresarán en los próximos cinco años y necesitamos saber cómo esto podría afectar aún más a los aerosoles estratosféricos”.

 En 1996, un fragmento procedente de la desintegración de un cohete provocó daños en un satélite militar francés instalado a 660 kilómetros de la Tierra. Los paseos espaciales alrededor de la Estación Espacial Internacional (EEI) fueron interrumpidos debido al contacto con basura en órbita. Por lo tanto, regular la exploración espacial para detener la contaminación es la mejor manera de evitar que el cosmos se convierta en un entorno hostil.

 

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Andrea Gentil

Andrea Gentil

Editora de Ciencia, Medicina y Tecnología. Coordinadora carrera de Comunicación Digital, UNaB.

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