El espacio cislunar (que engloba el espacio entre la Tierra y nuestro satélite, así como su entorno) contiene escombros que pueden ser un problema en los viajes a la Luna. Ahora, un grupo de investigadores ha buscado entender qué peligros podrían acechar a las misiones que se espera que se lancen en los próximos años…
Los escombros son parte de los viajes a la Luna
En los últimos años, el espacio cislunar se ha convertido en un lugar de mucho interés. Hay muchas misiones que esperan enviar tripulaciones a la Luna durante la próxima década. Entre ellas están el programa Artemisa de la NASA, la Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS) de China y Rusia, el programa Argonaut de la Agencia Espacial Europea y otros proyectos. Los objetivos a largo plazo de estos programas incluyen crear infraestructuras entre la Tierra y la Luna que faciliten la exploración y el desarrollo de esa región.
Por ello, es imprescindible estudiar las órbitas de escombros para determinar si alguno de esos fragmentos supone un riesgo de colisión. En un artículo publicado recientemente, un equipo de investigadores de la Academia China de Ciencias ha estudiado la dispersión de nubes de escombros procedentes de objetos situados en órbitas retrógradas distantes (DRO, por sus siglas en inglés), después de una colisión. Aunque esto puede sonar enrevesado, solo hace referencia a objetos que orbitan en dirección opuesta a la dirección de la rotación de la Tierra.
Sus resultados aportan información sobre la evolución de los escombros en el sistema Tierra-Luna y podrían ayudar a desarrollar normas de seguridad y estrategias de mitigación para futuras misiones a nuestro satélite. En los últimos años, las misiones a la Luna han aumentado de forma considerable. Es algo que constata el creciente interés de entidades nacionales y comerciales en el espacio. Entre esas misiones están el orbitador chino Longjiang-2 y las misiones del programa Chang’e. También Chandrayaan-2 y Chandrayaan-3 de India o el orbitador surcoreano Danuri, por mencionar algunas.
Las misiones lunares seguirán aumentando
Tampoco podemos olvidarnos del éxito de las misiones Artemisa I y II. Para 2030, tanto la NASA como China planean enviar astronautas a la superficie lunar (y hay más misiones planteadas después), y crear estructuras permanentes. En el caso de China, esto incluye la ILRS, que estará compuesta por elementos en la superficie y, seguramente, por una estación en órbita. La NASA planeaba desplegar la estación Lunar Gateway en una órbita de halo, pero ha cambiado su enfoque hacia la construcción de infraestructuras en la superficie y una base lunar permanente.
La cantidad de tráfico necesaria para convertir todo esto en realidad, será considerable, con módulos de aterrizaje y vehículos de ascenso lunar que se encargarán de transportar carga y tripulación entre la órbita y la superficie. La presencia de escombros en el espacio cislunar y en órbita alrededor de la Luna supondrá un riesgo importante de colisión para las misiones que viajen hacia allí o regresen. Además de afectar a las misiones en funcionamiento, las colisiones entre escombros pueden crear multitud de fragmentos y desembocar en un efecto en cascada.
A una mayor cantidad de escombros, mayor probabilidad de nuevas colisiones. Es un problema similar al de la basura espacial y el síndrome de Kessler en la órbita baja terrestre, que amenaza a las constelaciones de satélites, las naves y las estaciones espaciales. Para estudiar el riesgo de colisión, el equipo analizó cómo se dispersarían las nubes de escombros después de posibles episodios de fragmentación. Para ello, recurrieron a un modelo con el que crearon diferentes órbitas de referencia y, al mismo tiempo, utilizaron el modelo estándar de fragmentación de la NASA.
Los escombros en los viajes a la Luna son preocupantes, pero no inevitables
Así, simularon la ruptura de objetos en diferentes puntos de tres órbitas retrógradas distantes y, finalmente, simularon la propagación de los escombros durante 30 días. Después, el equipo estudió el posible impacto de la propagación de los escombros sobre la superficie lunar y los objetos en órbita. Las simulaciones indicaban que el porcentaje acumulado de fragmentos que llegarían a impactar seguiría siendo bajo, por debajo del 3,5%, durante un período de propagación de 30 días. También descubrieron que las fragmentaciones producidas cerca de la cara oculta de la Luna eran algo más peligrosas.
Para analizar los riesgos de colisión en órbita, el equipo definió una región alrededor de la Luna, una zona con forma de toroide (como una rosquilla) y 200km de diámetro que seguía todo el recorrido de la trayectoria de una nave hipotética. Los resultados mostraron que los escombros entraban en la región con una frecuencia media de aproximadamente el 3%, alcanzando normalmente su máximo menos de un día después de la fragmentación. Sin embargo, las simulaciones mostraban que algunos fragmentos podían permanecer en esa región durante semanas.
En cualquier caso, es importante destacar que esos episodios de fragmentación deberían ser extremadamente raros (porque implican la colisión de cosas como dos pequeños asteroides o restos artificiales). Seguramente, no haya que esperar mucho para que se desarrollen acuerdos sobre cómo desechar correctamente etapas de cohetes agotadas, satélites fuera de servicio y otros elementos que puedan convertirse en basura espacial. Si no fuese así, la situación sí podría convertirse en un problema mucho más serio…
Estudio
El estudio es Y. Wu, P. Shu, Y. Li; «Debris Evolution from Spacecraft Fragmentation in Earth-Moon Distant Retrograde Orbits». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
