El espacio cercano a la Tierra contiene cada vez más objetos que el ser humano ha ido abandonando desde que lanzó el primer ingenio espacial en 1957. Desde entonces, centenares de toneladas de residuos han ido ensuciando el entorno inmediato al planeta y forman parte de lo que se conoce como “Basura Espacial”. Si toda esa “basura” estuviera reunida en un bloque compacto, y en una órbita concreta, no habría problema alguno, la probabilidad de chocar con algún satélite o nave espacial sería ínfima. Sin embargo, la realidad es muy distinta, casi dramática, podríamos decir. En estos momentos, la basura espacial está distribuida en millones de fragmentos de muy diverso tamaño, desde unas pocas micras hasta varias toneladas. Los fragmentos de cohetes que han explotado de forma fortuita o provocada, fases enteras de pasados lanzamientos, satélites fuera de servicio y restos colisiones deambulan en órbitas diferentes y surcan el espacio a velocidades impresionantes que rondan los 30.000 kilómetros por hora. Si una bala disparada por una pistola puede destrozar de la manera que lo hace, imagínense lo que puede hacer un proyectil que se mueve 10 o 20 veces más rápido.

De todos los escenarios posibles, el que más preocupa es aquél en el que colisionan objetos de gran tamaño. Un fragmento pequeño, como una bala, puede abrir un agujero en el cuerpo de un satélite o en un panel solar y dejarlo inutilizado pero no incrementa el número de objetos. Sin embargo, el choque de un pedazo de basura espacial más grande, de un kilogramo de masa o más, con un objeto mayor, o la colisión entre dos satélites, puede generar la destrucción total de ambos cuerpos y su desintegración en miles de fragmentos que se convierten, a su vez, en objetos peligrosos. Después, esa nube de fragmentos puede provocar otras colisiones, iniciando una reacción en cadena de nefastas consecuencias. Urge eliminar la basura que llevamos acumulando durante 57 años de carrera espacial, pero urge, más todavía, evitar que el espacio se siga llenando de satélites que han terminado su vida útil, cuerpos de cohetes inservibles y objetos voluminosos que se siguen lanzando con una frecuencia que roza lo cotidiano.

En la Universidad Politécnica de Madrid, existe un grupo de investigación, liderado por el catedrático emérito Juan Ramón Sanmartín, que estudia el desarrollo de una tecnología de amarras espaciales ideada para facilitar la vuelta a la Tierra de los ingenios espaciales que han terminado su vida útil en el espacio. Hace varios años hablamos del tema en Vanguardia de la Ciencia (Basura Espacial) pero la idea ha recorrido un largo camino desde entonces. Ahora estamos mucho más cerca de lo que podría ser la primera prueba en el espacio, aunque todavía queda camino por recorrer.

Una amarra espacial desnuda es, básicamente, una cinta de material conductor, sin aislante, de varios kilómetros de largo, pocos centímetros de ancho y decenas de micras de espesor. Mientras el satélite está activo, la amarra se encuentra enrollada de forma compacta en un carrete y, tras finalizar la misión, se despliega según la vertical local. Una vez desplegada, la cinta va recogiendo los electrones de la ionosfera y, gracias a un dispositivo denominado “contactor”, fluyen hacia el satélite creando una corriente eléctrica. El campo magnético terrestre interactúa con la corriente eléctrica y surge una fuerza de frenado que puede ser utilizada para hacer descender el satélite hasta una órbita más baja. Cuanto más cerca está el satélite de la superficie terrestre, más densa es la atmósfera que encuentra a su paso y mayor es el efecto de frenado por fricción. Así, el satélite puede iniciar un descenso paulatino hasta caer a Tierra. Cuando el satélite llega a capas más densas de la atmósfera, se produce la reentrada y las enormes temperaturas que alcanza destruyen el satélite.

Con el propósito de diseñar un dispositivo que permitiera favorecer la reentrada y destrucción de los satélites al final de su vida útil, y evitar con ello un aumento de la basura espacial, en 2010 se diseñó el proyecto BETs (The Bare Electrodynamic Tethers Project), financiado por la Unión Europea en su Programa Marco FP7/Space. El proyecto ha llegado a su fin con prometedores resultados que abren un camino al diseño de amarras desnudas para su prueba definitiva en el espacio. El proyecto BETs, de carácter internacional, ha sido coordinado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) bajo el liderazgo del catedrático Juan Ramón Sanmartín. Han participado la Universita degli Studi di Padova, el Laboratorio Aeroespacial Nacional de Francia (ONERA), Colorado State University (EEUU), la empresa española Emxys, la Agencia Aeroespacial Alemana en Bremen (DLR) y la Fundación Tecnalia.

El profesor del departamento de Física Aplicada en la ETSI Aeronauticos de Madrid, Gonzalo Sánchez-Arriaga, explica en la entrevista para Hablando con Científicos los detalles de este proyecto.

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