Una solución ‘hecha en Japón’ para la basura espacial que va contra la corriente

En lo profundo de las profundidades cubiertas de nieve de Hokkaido, donde acechan osos y zorros, hay un material que los científicos japoneses creen que podría transformar la industria espacial: la madera de magnolia.

El recurso natural, utilizado en todo, desde mangos de cuchillos hasta palillos chinos, tiene una nueva aplicación de vanguardia en forma de satélites espaciales.

Koji Murata, profesor de la Universidad de Kyoto que se especializa en materiales de madera y agricultura, bromea diciendo que las gélidas condiciones de Hokkaido predisponen a los árboles a temperaturas más bajas, aunque «el espacio exterior tiene una temperatura mucho más extrema».

El proyecto es más que una simple idea. En 2022, los científicos de Kioto enviaron especímenes de madera (cerezo, abedul y magnolia) al espacio. La magnolia, una madera dura, es relativamente liviana y tiene una estabilidad dimensional superior a otras especies, lo que la convierte en una candidata ganadora para el proyecto, dice Murata.

Además de probar materiales de madera, los científicos desarrollaron un prototipo de satélite de madera llamado LingoSat con el apoyo de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y la NASA. El dispositivo está alojado en un marco de aluminio de sólo 10 centímetros cúbicos de espesor, mientras que el panel de madera tiene menos de 10 milímetros de espesor.

Un prototipo de LignoSat fabricado en madera de cerezo. Los científicos de la Universidad de Kyoto que desarrollaron el dispositivo finalmente se decidieron por la madera de magnolia como material elegido. | Koji Murata/Universidad de Kioto

Enviar materiales de madera al espacio puede parecer extraño (algo que los científicos admiten), pero en medio de la creciente preocupación por el desorden espacial y una acalorada carrera espacial, especialmente entre las naciones asiáticas, quienes trabajan en el proyecto esperan que ayude a combatir el desorden espacial y muestre el camino. Adelante por una actividad espacial menos dañina para el medio ambiente.

Los científicos también han dado la alarma sobre el aumento de los lanzamientos de misiles que están dañando la capa de ozono -que absorbe los rayos ultravioleta, protegiendo la vida en la Tierra- y contribuyendo al cambio climático.

basura cósmica

Space, a pesar de su título, está lejos de estar vacío. Planetas, estrellas y polvo cósmico se suman cada vez más al caos y los escombros que dejan los satélites rotos o parcialmente desintegrados. Mientras tanto, se propone lanzar nuevos satélites a un ritmo vertiginoso, lo que preocupa a los científicos. Si bien los observadores de estrellas se han quejado de la gran cantidad de satélites que obstruyen su visión, el viejo dicho “lo que sube debe bajar” pesa mucho sobre los ambientalistas.

Normalmente, los satélites se queman al final de su vida al volver a entrar en la atmósfera, aunque un «cementerio de naves espaciales» en Point Nemo, en el este de Nueva Zelanda, es un lugar de descanso cuando objetos más grandes chocan con la Tierra. Allí, los restos de cientos de objetos espaciales rotos yacen bajo el agua, destrozados en miles de pedazos.

Orbiting Now, un sitio que rastrea satélites, registró más de 9.000 satélites en órbita hasta diciembre, incluidos 8.270 satélites en órbita terrestre baja, que están programados para quemarse al reingresar.

Desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California se lanzó un cohete ULA Atlas 5 que transportaba un satélite para el Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa. | Reuters

Este proceso deja un rastro. En octubre, científicos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE.UU. descubrieron que la atmósfera superior, junto con el polvo espacial, “está llena de partículas que contienen una variedad de metales provenientes de satélites y propulsores de cohetes gastados que se vaporizan por el intenso calor generado por Back to la atmósfera.»

El estudio se centró en profundidad en las partículas de aerosoles en la estratosfera, una capa de la atmósfera que desempeña un papel crucial en la modificación del clima de la Tierra y que también alberga la capa protectora de ozono.

Si bien los investigadores señalaron que la situación actual puede no ser tan mala, persisten las preocupaciones sobre el crecimiento de la industria.

Eloise Marais, que dirige el grupo de investigación sobre composición atmosférica y calidad del aire del University College de Londres, está de acuerdo en que el panorama podría volverse más siniestro con el tiempo.

“Si Elon Musk se compromete a lanzar tres Starships al día, habrá consecuencias potencialmente graves para el medio ambiente en el futuro, porque estas Starships son muy grandes y queman el tipo de combustible que produce carbono negro… (Y «Es) muy eficaz para calentar la atmósfera», afirma Marais.

Trabajo en progreso

Para abordar estas preocupaciones, las agencias espaciales y los científicos están impulsando cada vez más una agenda más consciente del medio ambiente.

Para el equipo de la Universidad de Kioto, los satélites de madera mitigarían el exceso de metal en la estratosfera y los riesgos de caída de satélites en un momento en el que la atmósfera está cada vez más poblada gracias al lanzamiento de miles de satélites por parte de SpaceX y a la expansión de rivales como Amazon.

Un granjero australiano se encuentra junto a una bola de metal retorcido, supuestamente basura espacial caída. | Reuters

El concepto inicial de satélites de madera fue impulsado por Takao Doi, astronauta y profesor de la Universidad de Kyoto, y comenzó como una discusión más general sobre la madera en el espacio y su posible aplicación a las bases lunares, dice Yusuke Yamashiki, profesor de la escuela de posgrado de la universidad. . Estudios integrados avanzados en supervivencia humana.

«Me sorprendió, pero pensé que podría ser una muy buena idea», dice Yamashiki sobre su reacción inicial, señalando que puede ser un concepto revolucionario. Pero el éxito del proyecto depende de si los investigadores pueden demostrar que funciona y que tiene éxito comercial.

«Tenemos que mostrar cierta motivación para promover el satélite de madera» más allá de un simple material más, afirma Yamashiki. «Si el primero tiene éxito, se reconocerá la característica».

Mientras tanto, la Agencia Espacial Europea estableció su Iniciativa de Espacio Limpio en 2012, que apunta a las consecuencias ambientales de todos los ciclos de vida de las misiones espaciales. La iniciativa se centra en un diseño respetuoso con el medio ambiente, la promoción de tecnologías ecológicas, medidas de reducción de desechos espaciales y el mantenimiento y eliminación de desechos de naves espaciales.

Las agencias y empresas espaciales están cada vez más preocupadas por las cuestiones ambientales, tanto en el espacio como por el potencial de impacto en la Tierra, dice Luisa Inocenti, jefa de esfuerzos por un espacio limpio.

«La contaminación en el espacio, a través de desechos, también puede perturbar las comunicaciones por satélite y los sistemas de navegación, afectando a diversos sectores como las comunicaciones y la agricultura», dijo Innocenti, señalando que hay «un creciente sentido de urgencia y reconocimiento de que la sostenibilidad ambiental es una prioridad en el mundo.» . sector espacial”.

Un cohete portador Gran Marcha-3B que transporta el satélite Beidou-3 despega del Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang en la provincia china de Sichuan en 2020. | China Daily/vía Reuters

Desde 2022, la Iniciativa sobre Espacios Limpios ha seguido un enfoque de “cero desechos”, cuyo objetivo es desarrollar una hoja de ruta que constituirá la base de políticas futuras. En este marco, el grupo planea reducir los desechos en las órbitas terrestres y lunares para 2030 mediante la implementación de requisitos de eliminación, así como innovación y diseño que mitiguen los riesgos de colisiones.

El grupo insta a las agencias a adherirse a “la legislación ambiental más estricta” durante todo el proceso de diseño y a hacerlo antes de hacerla cumplir, mientras desarrolla un marco que oriente los procesos de diseño e ingeniería.

Daño aumentado

Otro aspecto es la floreciente industria del turismo espacial (Virgin Galactic de Richard Branson y Blue Origin de Jeff Bezos se encuentran entre las empresas que persiguen con entusiasmo los viajes espaciales comerciales) que tiene a los ricos entusiasmados por participar. Los impactos ambientales indirectos son actualmente limitados, dado el pequeño tamaño del sector en estos momentos, pero dependiendo de su trayectoria podrían llegar a ser significativos.

«En este momento, los efectos son bastante marginales», dice Marais. Pero señala que debido a la especulación sobre el crecimiento esperado, “este efecto marginal podría acumularse muy rápidamente”.

«Es como el Salvaje Oeste en este momento, hay mucha especulación sobre el crecimiento», dice Marais.

Marais, junto con su colega investigador Robert Ryan, modeló el impacto futuro de los lanzamientos de cohetes basándose en cálculos de emisiones de contaminantes atmosféricos de los lanzamientos de 2019 y, como parte de eso, descubrió que el impacto climático del hollín de los lanzamientos de cohetes es hasta 500 veces más dañino. que el hollín de fuentes terrestres.

Los cohetes, que lanzan partículas de hollín, dejan tras de sí un rastro del llamado carbono negro en la atmósfera superior, y permanece allí más tiempo que en la atmósfera inferior, donde la lluvia ayuda a eliminar estas partículas. Mientras tanto, las reacciones químicas provocadas por los contaminantes del aire producidos por los cohetes, especialmente cuando caen u otros escombros caen a la Tierra, dañan el ozono.

Tres tipos de madera expuestas en el espacio exterior por investigadores de la Universidad de Kioto Koji Murata/Universidad de Kioto

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A pesar de estas preocupaciones, todavía no existen regulaciones coherentes.

«No hay nada que diga que SpaceX no pueda lanzar un vehículo hasta que se implemente algún tipo de control ambiental, al menos en términos de contaminación por lanzamientos de cohetes», dice Marais. Señala que la contaminación cercana a la superficie debería estar regulada, pero hay acusaciones de que estas normas han sido infringidas.

A principios de este año, grupos ambientalistas en Estados Unidos demandaron a la Administración Federal de Aviación por no realizar una revisión ambiental adecuada antes de un lanzamiento de SpaceX, lo que resultó en daños a la plataforma de lanzamiento, lanzamiento de escombros al aire y creación de una columna de polvo.

No todas las empresas se están quedando atrás en este tema: algunas empresas más pequeñas están “haciendo un esfuerzo por mejorar la sostenibilidad”, pero el debate sobre el tema es tenso y complejo, dice Marais.

Ella dice que el término «sostenibilidad» realmente no tiene en cuenta «la contaminación de los cohetes y la basura espacial que reingresan a la atmósfera». «Es una cuestión compleja: hay organizaciones e industrias que están haciendo lo mejor que pueden, pero ni siquiera la definición de sostenibilidad es sólida».

Innocenti también señala la necesidad de una regulación que impulse el cambio en toda la industria.

«Establecer directrices para la eliminación de desechos y el mantenimiento de satélites es fundamental», afirma, y ​​señala que «para apoyar la exploración espacial respetuosa con el medio ambiente, los cambios regulatorios deben centrarse en medidas más estrictas de mitigación de desechos, incentivar las prácticas de diseño ecológico y promover la cooperación internacional para actividades espaciales responsables». .” «

Marais dice que se debe dar más peso al impacto ambiental en la discusión y que se debe considerar lo que es realmente necesario cuando se trata de viajes y exploración espaciales, dadas las posibles consecuencias a largo plazo.

En Kioto, Yamashiki dice que es probable que entren en vigor regulaciones que hagan que las empresas sean más conscientes de los tipos de materiales que envían al espacio y cómo eliminarlos.

Dice que las partículas de aerosol que actualmente producen los satélites cuando caen a la Tierra «perturbaron nuestros cielos y crearon un ambiente diferente, y eso no es bueno». Pero señala que para poder comercializar materiales de madera para satélites a empresas como SpaceX se necesitarán pruebas.

«Ya tenemos muchas ventajas, pero es necesario demostrarlas en el espacio», afirma.