Els residus espacials són tan perillosos? Per on començar a netejar les òrbites? Quins problemes legals cal resoldre per això? Quins projectes s’ofereixen? El corresponsal de "RG" en parla amb Vladimir Agapov, investigador sènior de l'Institut de Matemàtica Aplicada que porta el nom de V. I. M. V. Keldysh, que és l'organització principal de l'Acadèmia de Ciències de Rússia sobre el problema dels residus espacials.
Per tant, les principals potències espacials, a partir de paraules sobre el perill de la contaminació de l’espai, van decidir finalment posar-se a treballar. Els pioners seran els japonesos, que provaran aquest sistema de neteja al febrer. Però, és realment tan rellevant? Al cap i a la fi, passen els anys, es parla molt del perill de les escombraries, però en general no s’han produït accidents greus a causa d’això. Potser deixeu-lo volar i no necessiteu gastar molts diners?
Vladimir Agapov: Esbrinem primer de què, de fet, estem parlant. Què són els residus espacials? Segons els experts, més de 650 mil objectes diferents de més d’un centímetre giren al voltant de la Terra. D’aquests, actualment només se’n segueixen de grans, de més de 10 centímetres, dels quals n’hi ha uns 22 mil. Els altres centenars de milers són d'incògnit, "Mr. X". Però n’hi ha d’altres encara més petites, aproximadament d’un mil·límetre, el seu nombre s’estima en uns 3,5 milions d’objectes.
El més desagradable és que aquesta armada creix constantment. No només perquè cada vegada s’envien més vehicles a l’espai, que al final també es converteixen en escombraries. El problema és que la "brutícia" en si mateixa no és passiva. Al cap i a la fi, els fragments que volen a gran velocitat xoquen entre si, són destruïts, donant lloc a centenars i milers d'objectes nous durant molts anys. No és casualitat que la ISS i altres naus s’estiguin retirant del curs d’una probable col·lisió amb el fang espacial amb una freqüència creixent.
Però quan parlen d’evitar col·lisions, només parlem de fragments prou grans que són rastrejats constantment per localitzadors i telescopis especials. Però hi ha molts més petits emplaçaments en òrbita, que ningú no pot rastrejar, però que també són extremadament perillosos. Se sap que després de l'aterratge, es van revelar microfissures de dimensions tan crítiques a les finestres anteriors d'una sèrie de naus espacials que gairebé es podria produir una despresurització completa de la nau espacial. En adonar-se de tots aquests problemes, les potències espacials han intensificat ara la seva tasca de lluita contra la runa espacial. Aquí no s’ha de perdre el temps, no s’ha de portar la situació al límit, quan el problema és massa madur i serà massa tard.
Però els japonesos ja estan preparats per ser els primers a començar a netejar …
Vladimir Agapov: Això no és del tot cert. Només es tracta de provar una de les moltes opcions. No hi ha dubte, és important, però més aviat, cridar l’atenció sobre el problema. De fet, abans de prendre seriosament projectes concrets, cal fer un inventari de totes les deixalles espacials. On i què vola, fins a quin punt són perillosos aquests objectes. De moment, no tenim una imatge completa. En òrbites baixes, fins a tres mil quilòmetres per sobre de la superfície de la Terra, aproximadament el 80 per cent de les restes "pengen", altes i principalment geoestacionàries, que es troba a uns 36 mil quilòmetres per sobre de la Terra, i en òrbites el·líptiques intermèdies: els 20 restants per cent.
Sembla que necessitem urgentment ocupar òrbites baixes, on s’ha recollit la major part de les restes. Però, d'altra banda, l'òrbita geoestacionària no és menys important per a nosaltres: al cap i a la fi, hi treballen actualment uns 430 vehicles, que costen cadascun desenes o fins i tot centenars de milions de dòlars. Gràcies a ells, disposem d’Internet, TV per satèl·lit i una gran quantitat d’altres comoditats. I, a diferència de les òrbites baixes, només hi ha un geoestacionari i no podem perdre un recurs natural tan únic.
És a dir, abans de prendre la fregona espacial, heu de decidir les prioritats?
Vladimir Agapov: Per descomptat. I no és gens necessari començar amb brutícia gruixuda. Pot resultar que vola on no hi ha dispositius actius. És millor no tocar aquests fragments en un futur proper, sobretot si no xoquen entre ells. Però no n'hi ha prou amb distingir una agrupació perillosa, ja cal entendre-hi què és més perillós. És a dir, construir un arbre prioritari. I només després d’això, comenceu a gastar diners en netejar les òrbites. En cas contrari, l’efecte de tota aquesta neteja serà escàs.
O potser, en paral·lel, els països haurien d’estar d’acord per no escombrar gens? Aturar la contaminació?
Vladimir Agapov: A iniciativa de l’ONU, s’han desenvolupat diverses mesures d’aquest tipus acordades per diversos països. Aquí hi ha algunes idees força evidents. Per exemple, si un satèl·lit o un escenari de coets han funcionat, cal que siguin extrets d’aquesta òrbita a una altra inferior, des d’on, a causa de la desacceleració, descendiran i es cremaran a l’atmosfera. O fins i tot ofegar-se a l’oceà. Això s'aplica a objectes grans, però hi ha molt més bagatelles que es separen quan es llancen els dispositius i durant el funcionament: tot tipus de femelles, cargols, etc. La solució òbvia és crear dissenys perquè res no se separi.
Però el principal proveïdor d’escombraries són les explosions en òrbita. Els motius són molt diferents. Molt sovint, el combustible residual explota. El fet és que després de posar el satèl·lit en òrbita, els components del combustible, inclosos els que s’encenen per si mateixos, romanen a l’etapa del coet. Mentre els tancs estiguin intacts, no passa res terrible, però si, per exemple, un micrometeorit trenca la paret, es produeix una explosió i el pas es trenca en milers de petits trossos. Per tant, després de completar el programa de vol, es recomana obrir vàlvules especials per tal de drenar el combustible restant en forma de gasos.
Quins projectes es proposen avui per eliminar la brossa acumulada? Què tan eficaç serà el mètode que provaran els japonesos?
Vladimir Agapov: El projecte japonès suposa que un satèl·lit especial llançarà en òrbita i desplegarà un arrossegament electrodinàmic. Es tracta d’una malla metàl·lica de 300 metres de llarg, 30 centímetres d’amplada i el gruix dels fils és d’uns 1 mil·límetre. L’arrossegament es mourà en òrbita, generant un camp magnètic i capturant part de les petites restes. En pocs mesos, el "cercador" amb la captura sota la influència del camp magnètic terrestre canviarà d'òrbita i entrarà a les denses capes de l'atmosfera, on es cremarà.
El projecte és bastant obvi, però la pregunta és: recollirà una gran quantitat d’escombraries un arrossegament d’aquest tipus? De fet, a les naus espacials no s’utilitzen tants materials magnetitzats, principalment aliatges d’alumini no magnètics, diverses pel·lícules dielèctriques i materials compostos recentment. Avui s’estan plantejant molts altres projectes. Per exemple, es proposa utilitzar làsers. Però aquesta opció planteja immediatament moltes preguntes. Com apuntar el feix cap a un objecte petit que ningú no veu? No està clar. Diuen que lluitarem contra el visible. Diguem, dirigint-hi un raig làser, empènyerem l’objecte. Però on? Qui pot predir on volarà si no coneix la forma de l’objecte, la seva massa, el material? Com a resultat d’aquest impacte, l’objecte pot esdevenir encara més perillós, xocar amb algun tipus d’aparell de treball.
Al meu entendre, una de les idees més interessants és l’ús de diferents sistemes de frenada. Per exemple, després de finalitzar la seva vida útil, el satèl·lit llança una "vela", un "paracaigudes" o simplement un globus gran inflat amb gas. Com a resultat, l’àrea de tota l’estructura augmenta bruscament, cosa que la inhibeix en gran mesura. El dispositiu baixarà ràpidament l’altura del vol, entrarà a les denses capes de l’atmosfera i es cremarà.
A les pel·lícules de ciència ficció, diversos manipuladors han estat operant en òrbites durant molt de temps, que eliminen i instal·len satèl·lits i altres equips. Hi ha aquests projectes a la cartera de científics?
Vladimir Agapov: Per descomptat. Però són tècnicament potser els més difícils. Al cap i a la fi, un objecte gran d’escombraries té una massa de fins a diverses tones i gira d’una manera complexa, no és controlable. Té un impuls enorme. Com capturar-lo i no destruir ni el manipulador ni la pròpia nau espacial sobre la qual està instal·lat el manipulador? Aquí s’han de resoldre problemes tècnics complexos.
Al voltant de la Terra giren 3,5 milions de restes espacials diferents
Però, a més de problemes purament científics i tècnics, hi ha altres problemes. Al cap i a la fi, d’aquesta manera, podeu eliminar no només les escombraries, sinó també les naus espacials d’altres persones, fins i tot les que funcionen. És a dir, en essència, es tracta de sistemes de doble ús: civils i militars. Per tant, hi ha un aspecte legal important en la lluita contra les restes espacials. D’una banda, les restes espacials volen en òrbita, però de l’altra, fins i tot els objectes “morts” que han caducat són propietat d’algú. I un intent d’un dels països, fins i tot amb les millors intencions, per eliminar l’objecte d’una altra persona, pot provocar conflictes molt greus. Això significa que aquestes operacions s'han de realitzar de manera coordinada amb tots els participants perquè no es presentin riscos addicionals. La comunitat mundial treballa en aquests temes avui, perquè tothom entén que qualsevol moviment sobtat pot comportar conseqüències desagradables per a tothom. Per cert, fins i tot si de sobte deixem de volar completament a l’espai, la quantitat de deixalles seguirà creixent. Les estimacions mostren que només a causa de col·lisions mútues de fragments que ja volen en 20-30 anys, l’augment de deixalles superarà la seva pèrdua com a resultat de processos naturals de desacceleració a l’atmosfera superior i desorbitació.
referència
Avui en dia, la massa total de deixalles espacials en òrbita és d’unes 6.700 tones. La seva densitat a 800-1000 quilòmetres d’altitud ha assolit un nivell crític. A causa d’una col·lisió amb ella, la probabilitat de perdre una nau espacial durant un període de 10 a 15 anys ja és superior a la probabilitat de perdre una nau espacial a causa d’un fracàs dels sistemes a bord. La probabilitat de col·lisió de dos objectes grans en òrbites baixes s'estima com un esdeveniment en 15 anys. Fins i tot fa deu anys, aquesta xifra és 4 vegades inferior.
