Colisiones de altura

El 10 de febrero de 2009, dos satélites de comunicaciones, el norteamericano Iridium 33 y el ruso Cosmos 2251, colisionaron a una velocidad superior a los 40,000 kilómetros por hora y a una altitud de 800 kilómetros sobre la península de Taimyr en el norte de Siberia. De acuerdo con la NASA, la colisión produjo alrededor de 1,800 fragmentos con tamaños mayores a diez centímetros, y si bien buena parte de de estos fragmentos reingresaron a la Tierra y se desintegraron en la atmósfera, otros muchos otros permanecieron en órbita. En un sitio que la NASA mantiene en Internet podemos visualizar las trayectorias de aproximadamente 500 fragmentos aún en órbita. El accidente de 2009 contribuyó así al volumen creciente de basura espacial que pone en riesgo a la también creciente población de satélites orbitando alrededor de nuestro planeta.

La NASA sigue las trayectorias de aproximadamente 31,000 objetos en órbita alrededor de la Tierra, a alturas que van desde los cientos de kilómetros a las decenas de miles de kilómetros. Alrededor de 9,300 de dichos objetos son satélites que se encuentran en operación, la mayor parte de los cuales son satélites de comunicaciones de la red comercial Interlink.

Si bien el espacio es muy amplio, el gran número de objetos en órbita, –que está, además, creciendo rápidamente– incrementa el peligro de choques como el ocurrido en 2009. Por lo mismo, las trayectorias de los satélites son cuidadosamente seguidas para anticipar posibles colisiones y llevar a cabo las maniobras o correcciones de trayectoria necesarias para evitarlas. Por ejemplo, en el periodo entre el 1 de diciembre de 2024 y el 31 de mayo de 2025, los satélites de Starlink llevaron a cabo 144,404 maniobras en el espacio, lo que significa un promedio de 41 maniobras por satélite.

En la medida en que se lleven a cabo las correcciones de trayectoria necesarias para evitar colisiones, la población de satélites en órbita se sostendrá. No obstante, hay situaciones que pueden dificultar su realización. Particularmente, las tormentas solares calientan las capas superiores de la atmósfera y la hacen más densa, lo que perturba las trayectorias de los satélites y hace más incierta su posición. Las tormentas solares, además, interfieren con los sistemas de comunicación de los satélites, que pueden resultar incapaces para responder a una amenaza de colisión.

Así, una tormenta solar puede llevar a una colisión catastrófica entre satélites, lo que incrementaría los objetos en órbita y con esto la probabilidad de que ocurran nuevas colisiones y se genere más basura espacial. Se produciría así una reacción en cadena, conocida como Síndrome de Kessler, que haría inviable a toda la población de satélites.

Un manuscrito aparecido el pasado 8 de enero en el sitio arXiv, destinado a artículos que están todavía sujetos al proceso de revisión por pares, calcula las probabilidades de que se produzca una colisión catastrófica entre satélites que podría iniciar el Síndrome de Kessler. El artículo fue elaborado por un grupo de investigadores encabezados por Sarah Thiele, de Princeton University, en los Estados Unidos.

Escriben Thiele y colaboradores: “Aunque los satélites ofrecen muchos beneficios a la sociedad, su uso conlleva desafíos, incluyendo el crecimiento de los desechos espaciales, las colisiones, los riesgos para las personas en tierra, la contaminación óptica y del espectro radioeléctrico, y la alteración de la atmósfera superior de la Tierra debido a las emisiones de los cohetes y la ablación durante la reentrada. Existe la posibilidad de que las acciones actuales o planificadas en órbita causen una degradación seria del entorno orbital o conduzcan a resultados catastróficos, lo que resalta la necesidad urgente de encontrar mejores formas de cuantificar el estrés en el entorno orbital.”

En el contexto anterior, Thiele y colaboradores se propusieron desarrollar un instrumento que midiera el tiempo en que podría ocurrir una colisión espacial catastrófica en caso de que se perdiera la capacidad de realizar manobras espaciales, el cual denominaron Reloj CRASH. De acuerdo con este instrumento, si se perdiera dicha capacidad, podría haber una colisión catastrófica entre dos satélites en aproximadamente 5.5 días. En contraste, en 2018, cuando había un número de satélites en órbita considerablemente menor, dicho tiempo era de 164 días.

Como explica Sarah Thiele, el Reloj CRASH proporciona una escala de tiempo para que ocurra una colisión catastrófica y no considera la ocurrencia de colisiones posteriores como resultado de la primera colisión catastrófica. En consecuencia, no contempla la probabilidad de que ocurriera el Síndrome de Kessler, sino que refleja: “…nuestra dependencia de operaciones sin errores y es un indicador del estrés en el entorno orbital”.

Por lo demás, una vez ocurrida una primera colisión catastrófica, el Síndrome Kessler tardaría décadas en desarrollarse, de modo que habría que descartar una rápida catástrofe orbital al estilo de las películas de Hollywood. Lo cual no descarta la posible inutilización de las órbitas terrestres por el incremento desbocado del número de satélites.