El telescopio de La Palma descubre una nube de basura espacial oculta en la órbita más valiosa de la Tierra
Un estudio con datos de archivo del Telescopio Isaac Newton en La Palma encontró fragmentos de basura espacial en órbita geosíncrona que habían permanecido invisibles hasta ahora
Como ocurre en los aparcamientos, en la órbita terrestre hay plazas buenas y menos buenas. La más preciada es la órbita geosíncrona, a unos 35.786 kilómetros sobre el ecuador terrestre. Aquí están flotando los satélites que hacen posibles las telecomunicaciones globales, la televisión por satélite, los sistemas de alerta meteorológica y una buena parte de la navegación GPS.
Lo que hace esta órbita tan valiosa es que, a esta distancia de la superficie terrestre, el satélite orbita a la misma velocidad que la rotación terrestre. Aquí hay que hacer una distinción.
Todas las órbitas geoestacionarias son geosíncronas, pero no todas las órbitas geosíncronas son geoestacionarias. La diferencia fundamental radica en que un satélite geosíncrono puede tener inclinación o una órbita elíptica, lo que significa que parece trazar un analema (una trayectoria en forma de ocho) en el cielo. Por el contrario un satélite geoestacionario se sitúa perfectamente en el plano ecuatorial con una órbita circular, por lo que parece completamente inmóvil sobre un único punto fijo de la Tierra. Si se trata de un satélite de comunicaciones, no es necesario mover las antenas para seguirlo.
Por eso la órbita geosícrona es, en términos de valor económico e importancia estratégica, el territorio más codiciado del espacio. Según un nuevo estudio de la Universidad de Warwick, también podría estar llena de fragmentos diminutos de basura espacial que nadie había visto hasta ahora.
Por qué la órbita geosíncrona es especialmente difícil de vigilar
La mayoría de los sistemas de seguimiento de basura espacial están optimizados para la órbita baja terrestre, donde se mueven la Estación Espacial Internacional, los satélites de observación de la Tierra y las constelaciones de internet por satélite como Starlink. A esa altitud, relativamente accesible, los objetos son más brillantes y más fáciles de rastrear desde tierra. La órbita geosíncrona es otra historia.
A 35.786 kilómetros de altitud, los fragmentos pequeños son extraordinariamente tenues. La distancia los hace casi invisibles para los telescopios convencionales, y la geometría orbital hace que los objetos en esa franja se muevan de forma diferente a los de órbita baja, lo que complica las técnicas estándar de detección. "La basura en las proximidades del cinturón geoestacionario es un campo de minas potencial", señaló Stuart Eves, consultor espacial de SJE Space Ltd. y coautor del estudio. "Nadie en su sano juicio entraría en un campo de minas terrestre sin un detector de minas. Del mismo modo, nadie en su sano juicio debería lanzar un satélite a la órbita geosíncrona sin un estudio adecuado de la basura".
La técnica que hace visible lo invisible
James Blake, investigador del Centro para la Concienciación del Dominio Espacial de Warwick y autor principal del estudio, y su equipo no apuntaron un telescopio nuevo al cielo. Tomaron un conjunto de datos de archivo de una encuesta previa de basura en órbita geosíncrona realizada con el Telescopio Isaac Newton en La Palma (Islas Canarias) y lo reprocesaron con algoritmos nuevos.
La técnica central se llama apilamiento ciego. En lugar de buscar objetos conocidos en posiciones predichas, el método prueba sistemáticamente una gran cantidad de trayectorias posibles dentro de la secuencia de imágenes, apilando los fotogramas a lo largo de cada una de esas trayectorias. Si un objeto débil se está moviendo por una de ellas, la señal acumulada a lo largo del apilamiento supera el umbral de ruido y el objeto se hace visible, aunque individualmente cada imagen no muestre nada. "Implica probar muchas rutas potenciales en una secuencia de imágenes a lo largo de las cuales podrían estar moviéndose objetivos ocultos y apilar las imágenes para ayudar a llevar esos objetivos por encima del nivel de ruido", explicó Ben Cooke, investigador de Warwick y coautor del estudio.
El resultado fue el descubrimiento de veinticinco rastros de basura espacial que los análisis anteriores del mismo conjunto de datos habían pasado por alto, correspondientes a fragmentos de apenas unos cinco centímetros de tamaño.
La mayoría proceden de incidentes no documentados
El análisis de los fragmentos detectados reveló que casi el ochenta por ciento de ellos procedían de incidentes previamente no documentados. No son el resultado de colisiones o explosiones conocidas que los organismos de seguimiento espacial ya tenían registradas. Son debris cuyo origen no está en ningún catálogo existente, lo que indica que nuestra comprensión de la historia de la basura en órbita geosíncrona está significativamente incompleta.
Ese dato tiene implicaciones directas para los modelos de riesgo que usan las agencias espaciales y los operadores de satélites para estimar la probabilidad de colisión. Si hay más fragmentos de los que los modelos contemplan, y si esos fragmentos proceden de eventos que nadie registró, los modelos actuales subestiman el riesgo real.
"Los fragmentos de basura espacial pueden moverse muy rápidamente los unos respecto a los otros, hasta varios kilómetros por segundo", señaló Blake. "Las energías involucradas son realmente altas, y incluso la basura pequeña puede causar mucho daño a satélites muy costosos, así que las cosas pequeñas importan mucho." Un fragmento de cinco centímetros viajando a varios kilómetros por segundo tiene suficiente energía cinética para inutilizar un satélite de comunicaciones de varios cientos de millones de euros.
Un campo de minas que no desaparece solo
Lo que hace especialmente preocupante la situación en la órbita geosíncrona es algo que Blake apuntó directamente: a esa altitud, la basura no tiene mecanismo natural de salida. En órbita baja, los fragmentos ralentizan lentamente por la resistencia residual de la atmósfera y eventualmente reingresan en la Tierra, donde se desintegran. En órbita geosíncrona no hay atmósfera residual. La basura que llega ahí se queda indefinidamente.
El equipo de Warwick está planificando ampliar su búsqueda a datos de otros telescopios para obtener una imagen más completa de cuánta basura de pequeño tamaño hay realmente en la franja geosíncrona. El trabajo publicado demuestra la viabilidad de la técnica de apilamiento ciego aplicada a datos de archivo existentes, lo que significa que hay una ruta de bajo coste para empezar a cartografiar un riesgo que hasta ahora era en gran medida invisible.
Referencia
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