Investigadores madrileños proponen nuevos métodos para la eliminación de la basura espacial

(infoespacial.com) Madrid.- Un sistema de deorbitado de residuos espaciales mediante su empuje con chorros de iones es el objetivo de un proyecto de investigación desarrollado en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSIA-UPM), que financia la Agencia Espacial Europea (ESA) a través del Advenced Concepts Team, dentro del programa de proyectos ARIADNA.

En el proyecto Ion Beam Shepherd for Contactless Space Debris Removal (Eliminación de Basura Espacial con Chorros de Iones) trabajan el Grupo de Dinámica Espacial y el Equipo de Propulsión Espacial y Plasmas, ambos adscritos a la ETSIA. Junto al doctor Claudio Bombardelli, como investigador principal, completan el equipo los catedráticos Jesús Peláez y Eduardo Ahedo y los egresados de la UPM, Mario Merino y Hodei Urrutxua.

Su objetivo es conocer las actuaciones y la viabilidad de un sistema de deorbitado de objetos de gran tamaño mediante el empleo de un chorro de iones, eyectado desde una “nave pastor”. Se trata de ejercer de forma continua una pequeña fuerza deorbitante sobre el residuo y acompañarlo en su trayectoria hasta la reentrada atmosférica o una “órbita cementerio” al final de su vida útil, según informó hoy la ETSIA en nota de prensa.?

“El empleo de un chorro de iones para transmitir un empuje axial constituye un uso alternativo y atractivo de los cohetes eléctricos, una tecnología emergente en propulsión espacial”, comenta el profesor Ahedo.

Problema acuciante

Con esta solución se pretende resolver el acuciante problema creado por más de 19.000 objetos de desecho de más de 10 centímetros y unos 500.000 entre uno y 10 centímetros, que actualmente orbitan la Tierra, todos ellos procedentes de misiones espaciales anteriores puestas en órbita y que cuando dejan de tener una utilidad pasan a formar parte del censo de basura espacial.

La mayoría de estos restos se encuentran en órbita baja (LEO) entre 800 y 1000 km de la superficie de la Tierra, aunque también se concentran en torno a la altura geoestacionaria (GEO).

El coste de la eliminación de esta basura espacial, principalmente trozos de lanzadores y satélites “muertos”, es muy elevado, pero su eliminación resulta necesaria para el futuro del espacio; las agencias espaciales son conscientes de la necesidad de atajar directamente este inconveniente y han comenzado a tomar medidas al respecto.

“Aunque la probabilidad de impacto es aun suficientemente baja como para impedir la explotación del espacio, el verdadero problema está en el futuro, debido a la posibilidad de que los escombros colisionen entre sí y se descompongan en millares de trozos más pequeños” explica Claudio Bombardelli.

“Esto podría iniciar una reacción en cadena que deje las órbitas comercialmente más atractivas completamente inutilizables durante décadas o siglos. Es lo que se conoce como el síndrome de Kessler”, señala el investigador.

Hacia una primera misión

La baza del sistema planteado por los investigadores españoles es que permite transmitir el empuje necesario desde varios metros de distancia y con bajo riesgo de colisión con el objeto cuya órbita se quiere modificar.

“Nuestro proyecto plantea la posibilidad de actuar sobre el residuo sin necesidad de entrar en contacto directo con él, evitando así el problema de la captura física de un cuerpo en estado de rotación incontrolado”, sostiene el profesor Peláez.

Otra de las ventajas que plantean es que el desarrollo del sistema es viable tecnológicamente hoy en día. Sus elementos primarios son propulsores iónicos que ya han sido probados en misiones espaciales científicas y en satélites comerciales.

"La eliminación de residuos espaciales en órbita siempre ha sido considerada un reto excesivo para la tecnología actual. Uno de los objetivos de nuestro proyecto es reducir la complejidad de esta operación, de manera que se pueda llevar a cabo una primera misión demostrativa de deorbitado en un plazo de 10 años", avalan los investigadores.

Las investigaciones de la UPM incluyen el modelado físico y la simulación de la interacción del cuerpo libre con el chorro de plasma. En palabras de Claudio Bombardelli “hemos alcanzado resultados positivos, pero todavía queda mucho por hacer; mientras que los aspectos teóricos fundamentales han sido aclarados, queda pensar en el desarrollo ingenieril de nuestras ideas”.