El lanzamiento continuo de gases de efecto invernadero a la atmósfera de la Tierra podría aumentar la longevidad de la basura espacial en la órbita de la tierra baja, revela un nuevo artículo.
Bajo un escenario de alta emisión, esto podría significar una fuerte reducción en la cantidad de satélites que pueden operar de manera segura en órbita terrestre baja en 2100, lo que pone limitaciones significativas sobre lo que la humanidad puede poner allí, girando en nuestro mundo, para que no activemos una cascada de colisiones siempre creciente.
«Cambio climático y la acumulación de escombros orbitales son dos cuestiones apremiantes de preocupación global inextricable que requieren una acción unificada «. escribe un equipo dirigido por el ingeniero aeronáutico William Parker del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
«Comprender y respetar la influencia que el entorno natural tiene en nuestra capacidad colectiva para operar en órbita terrestre baja es fundamental para prevenir la explotación de este régimen y protegerlo para las generaciones futuras».
El espacio es bastante grande, pero la cantidad de la Tierra que podemos usar para las operaciones satelitales es bastante más finita. Solo hay tantos objetos que podemos poner allí, entre altitudes de alrededor de 200 a 1,000 kilómetros (125 a 620 millas) antes de que las condiciones se vuelvan inseguras.
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A cierta capacidad, el espacio bajo en la Tierra se llenará tanto que las colisiones son inevitables; Esas colisiones se romperán y romperán los objetos colisionados, llenando la región con más basura espacial, en trayectorias incontrolables e impredecibles que, a su vez, harán que la órbita de la Tierra sea cada vez más inestable. Este escenario se conoce como Síndrome de Kessler.
Una cosa que sabemos sobre el espacio bajo en la Tierra es que su capacidad puede cambiar dependiendo de los factores que afectan la atmósfera de la Tierra.
Por ejemplo, durante el máximo solar, cuando el sol está rampante con la actividad de destello y erupción, los satélites tienen más dificultades para permanecer en el cielo. Esto se debe a que el aumento de la energía del sol hincha la atmósfera, aumentando el arrastre experimentado por satélites en órbita de tierra baja.
El estado actual del clima de la Tierra no tiene precedente registrado. Las consecuencias del gran volumen de las emisiones antropogénicas de invernadero en órbita terrestre baja no se han explorado en detalle. Sabemos que estos gases causan la reducción de la termofera: la capa de atmósfera entre altitudes de alrededor de 85 y 600 kilómetros.
Parker y sus colegas se propusieron cerrar esta brecha de conocimiento. Utilizaron el modelado atmosférico para determinar la carga satelital que la órbita de tierra baja podría soportar en el año 2100 en diferentes escenarios de emisiones.
Descubrieron que disminuir la densidad de la termofera, que ocurre a medida que aumentan las emisiones de invernadero, también disminuye la resistencia experimentada por los satélites; Es decir, el efecto de frenado sutil aplicado a un objeto que se mueve a través de un fluido.
La arrastre ejerce una fuerza constante sobre los satélites que hace que su altitud caiga gradualmente. Para un satélite funcional, esto significa que se requieren correcciones de altitud; Entonces menos arrastrar es algo bueno. Por otro lado, arrastrar la basura espacial hace que caiga lentamente hacia la Tierra.
Una vez que un satélite ha sobrevivido a su utilidad, los ingenieros podrían planear arrastrarlo para llevarlo a la atmósfera de la Tierra, donde se quemará inofensivamente en la reingreso, lo que lo eliminará de manera segura. Cuando la resistencia disminuya, ese proceso tardará mucho más en jugar, dejando el satélite desaparecido en órbita de tierra baja por más tiempo, lo que representa un peligro para otros objetos.
Bajo su modelo, las emisiones de dióxido de carbono moderada a alta disminuirán dramáticamente el número de satélites desorbitando, manteniendo la órbita de tierra baja llena de basura y limitando cuántos satélites nuevos podemos enviar allí.
En el peor de los casos de emisiones, la altitud oscila entre 400 y 1,000 kilómetros ve una reducción de la capacidad del 60 por ciento durante el máximo solar y una reducción de la capacidad del 82 por ciento durante el mínimo solar, para el año 2100.
Todavía no estamos cerca de la capacidad de Kessler. Los cálculos del equipo muestran que millones de satélites podrían operar de manera segura en las conchas de altitud más baja sin desencadenar la inestabilidad de Kessler; Al momento de escribir, 11,901 satélites operan en órbita de la tierray un estimado de 20,000 piezas de escombros espaciales están pasando el rato allí.
Pero con los esfuerzos actuales para empacar el cielo de la Tierra con enjambres satelitales, haríamos bien en pensar en este problema antes de que suceda, dicen los investigadores.
«Teniendo en cuenta la reciente expansión rápida en el número de satélites en órbita de baja tierra», ellos escriben«Comprender la variabilidad ambiental y su impacto en las operaciones sostenibles es necesario para evitar la sobreexplotación de la región».
La investigación ha sido publicada en Sostenibilidad de la naturaleza.
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