Cuando los satélites que proporcionan Internet (que ahora se lanzan por miles) llegan al final de su vida, los subproductos de su ardiente reingreso a la atmósfera de la Tierra catalizan reacciones químicas que destruyen el ozono estratosférico. Entonces, mientras compañías como SpaceX están lanzando miles de pequeños satélites a la órbita terrestre baja (LEO) en la carrera por brindar cobertura global de Internet, esto está creando un nuevo problema. Un nuevo estudio publicado en la revista Geophysical Research Letters de la AGU sugiere que en su intento de conectar el mundo, estos satélites también pueden causar estragos en la capa de ozono de la Tierra.
El problema en cuestión
Cuando los satélites llegan al final de su vida operativa, normalmente vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra y se queman. Este proceso genera óxidos de aluminio, partículas diminutas que pueden catalizar (ayudar) reacciones químicas. Y estos ayudan a agotar la capa de ozono, esa importante barrera que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta (UV).
Si sólo tienes unos pocos satélites, eso no es realmente un problema. Pero ahora, con cada vez más satélites en LEO, podríamos tener un duro despertar. Sólo un puñado de empresas serán responsables de aproximadamente 55.000 satélites, lo que podría ser suficiente para causar problemas a la capa de ozono.
De los 8.100 objetos que se encuentran actualmente en LEO, 6.000 son satélites Starlink lanzados en los últimos años. La demanda de cobertura global de Internet está impulsando un rápido aumento de los lanzamientos de pequeños enjambres de satélites de comunicaciones. SpaceX es el pionero en esta empresa, con permiso para lanzar otros 12.000 satélites Starlink. Y hay planes para hasta 42.000. Mientras tanto, se espera que empresas como Amazon lancen otros 3.000 a 13.000 satélites, y que las empresas chinas lancen varias decenas de miles.
El estudio de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles es el primero en estimar de manera realista el alcance de esta contaminación de larga duración en la atmósfera superior. La investigación encuentra que los óxidos de aluminio provenientes de los satélites que reentran ya se han multiplicado por ocho entre 2016 y 2022.
Impacto medioambiental
Los investigadores modelaron las reacciones químicas de los materiales de los satélites durante la reentrada a nivel molecular y atómico. Descubrieron que un satélite típico de 250 kilogramos puede producir unos 30 kilogramos de nanopartículas de óxido de aluminio. Los investigadores estimaron que, cuando las constelaciones de satélites actualmente previstas estén terminadas, caerán a la Tierra 912 toneladas métricas de aluminio al año.
Solo en 2022, los satélites que reingresaron liberaron a la atmósfera 17 toneladas métricas de nanopartículas de óxido de aluminio. Con el despliegue completo de las constelaciones de satélites planificadas, esta cantidad podría aumentar a 360 toneladas métricas por año, un asombroso aumento del 646% con respecto a los niveles atmosféricos naturales.
Los óxidos de aluminio no reaccionan directamente con el ozono, sino que catalizan reacciones destructivas entre el ozono y el cloro. Esto conduce a un agotamiento significativo de la capa de ozono porque los óxidos de aluminio pueden continuar estas reacciones durante décadas a medida que descienden a través de la estratosfera.
“Sólo en los últimos años la gente empezó a pensar que esto podría convertirse en un problema”, dijo Joseph Wang, investigador en astronáutica de la Universidad del Sur de California y autor correspondiente del estudio. “Fuimos uno de los primeros equipos en analizar cuáles podrían ser las implicaciones de estos hechos”.
Los hallazgos del estudio sugieren que los óxidos de aluminio producidos por la reentrada de los satélites podrían retrasar la recuperación de la capa de ozono, que ha ido mejorando desde la regulación de las sustancias que agotan la capa de ozono en virtud del Protocolo de Montreal de 1987. El agujero de ozono sobre la Antártida, que se espera que se recupere por completo en unos 50 años, podría enfrentar nuevos desafíos debido a la contaminación por la reentrada de satélites.
Si bien estudios anteriores se han centrado en gran medida en los contaminantes de la fase de lanzamiento, esta investigación arroja luz sobre los impactos ambientales del final de la vida útil de los satélites. Subraya la necesidad de que la industria espacial considere el ciclo de vida completo de los satélites, incluida su eliminación.
Una alternativa sostenible: el satélite de madera
En un intento por abordar las crecientes preocupaciones sobre la contaminación satelital, Japón ha encontrado una solución innovadora. La Universidad de Kyoto y Sumitomo Forestry han desarrollado el primer satélite de madera del mundo, que se lanzará en un cohete SpaceX desde el Centro Espacial Kennedy en septiembre. Este satélite, denominado LignoSat, representa un paso histórico hacia la tecnología espacial sostenible.
La madera puede parecer poco convencional para la tecnología espacial, pero tiene varias ventajas. A diferencia del metal, la madera no deja residuos nocivos cuando se quema al volver a entrar. En cambio, se incinera por completo, reduciendo el riesgo de contaminación terrestre y escombros. Además, la madera es un recurso sostenible y puede soportar las duras condiciones del espacio sin pérdida de masa ni descomposición.
Otro beneficio importante de la madera es su transparencia a muchas longitudes de onda, lo que permite alojar antenas dentro del marco. Esto elimina la necesidad de antenas externas, simplifica el diseño del satélite y reduce el riesgo de fallos en el despliegue.
El proyecto LignoSat lleva cuatro años de desarrollo. Se probaron varios tipos de madera y finalmente se eligió la madera de magnolia por su resistencia y durabilidad. El satélite mide 10 cm en todas las direcciones y se someterá a rigurosas pruebas en la Estación Espacial Internacional para garantizar que pueda soportar las variaciones extremas de temperatura del espacio. Si tiene éxito, esto podría allanar el camino para diseños de satélites más sostenibles, abordando el creciente problema de los desechos espaciales y la contaminación por el reingreso de los satélites.
Fuente: ZME Science.
