Nuevo sistema para retirar basura orbital

El espacio cercano a la Tierra sufre un serio problema de basura, con satélites fuera de servicio, partes de cohetes e infinidad de fragmentos pequeños orbitando la Tierra a altas velocidades. La cantidad de basura espacial no hace más que aumentar, lo que incrementa el riesgo de colisión contra satélites en servicio y, peor aún, contra vehículos espaciales que transportan personas.

La mayoría de los métodos actuales de eliminación de desechos orbitales son de contacto directo y conllevan el riesgo de que el vehículo limpiador sufra impactos dañinos por culpa del movimiento incontrolado de los desechos.

Una opción alternativa que despierta un interés creciente es disparar un chorro de plasma contra el objeto desechable, frenándolo poco a poco y haciendo así que pierda altitud hasta entrar en la atmósfera terrestre donde el roce con esta lo quemará y deshará. La idea es que un satélite diseñado para actuar a modo de escoba espacial y cuya única función será retirar basura orbital, emita ese chorro de plasma contra el objeto desechable. El proceso toma unos 100 días.

El problema con esta estrategia es que el chorro de plasma disparado por la escoba espacial genera propulsión, por el efecto de reacción, y tiende a apartar la escoba del objeto al que se quiere desacelerar, reduciéndose así la fuerza de frenado y saboteando la operación.

Kazunori Takahashi, de la Universidad de Tohoku en Japón, ha ideado una estrategia capaz de contrarrestar ese efecto propulsivo no deseado.

Takahashi ha ideado un sistema de emisión bidireccional de plasma. Equipado con este sistema, el satélite que ejerza de escoba espacial expulsa dos corrientes de plasma en dos direcciones: una hacia el objeto desechable y otra en la dirección opuesta.

De este modo, se consigue aplicar al objeto desechable la fuerza necesaria para desacelerarlo y al mismo tiempo se impide que el efecto propulsivo sobre la escoba espacial la aparte de esa pieza de basura orbital.

Para hacer caer un objeto de basura espacial, como por ejemplo un satélite inservible (cilindro rojo), hay que contrarrestar el movimiento orbital (flecha roja) de este. El satélite que actúa de “escoba espacial” dispara a tal fin un chorro de plasma contra el objeto a fin de ejercer una fuerza que vaya frenándolo y otro en la dirección contraria para ejercer una fuerza capaz de contrarrestar el efecto de reacción que lo alejaría del objeto. Estas dos fuerzas están representadas por las flechas verdes. El resultado final es una fuerza (flecha blanca) opuesta al movimiento orbital del objeto, que disminuye la velocidad de este y en consecuencia provoca que su órbita decaiga hasta hacerle descender lo suficiente como para que el roce atmosférico lo despedace y queme. (Diagrama: © Tohoku University. CC BY)

El nuevo sistema incluye también otras mejoras de diseño con respecto a modelos previos.

Takahashi expone los detalles técnicos de su estrategia en la revista académica Scientific Reports, bajo el título “Cusp-type bi-directional radiofrequency plasma thruster toward contactless active space debris removal”. (Fuente: NCYT de Amazings)