Los vuelos espaciales, a pesar de sus orígenes en la guerra fría, a menudo se presentan como un esfuerzo puramente beneficioso que de alguna manera ayuda a toda la humanidad: Los satélites proporcionan un conocimiento de la situación a escala planetaria y una conectividad inestimables. Los telescopios espaciales y las sondas interplanetarias aportan descubrimientos transformadores sobre nuestro lugar en el universo. Las misiones astronáuticas contribuyen a satisfacer las ansias innatas de exploración de nuestra especie, al tiempo que inspiran a las nuevas generaciones de científicos e ingenieros. Y todas ellas comienzan de la misma manera, surcando el cielo en cohetes.

Pero frente a las valoraciones, por lo demás halagüeñas, este último detalle podría perjudicar tarde o temprano la vida en tierra firme. El problema, sencillamente, es que gran parte de lo que sube acaba bajando en forma de cohetes propulsores defectuosos y satélites que experimentan ardientes reentradas en la atmósfera o incluso aterrizajes forzosos. Consideremos el lanzamiento de la estación espacial Wentian por parte de China el 24 de julio, a bordo de un enorme cohete Long March 5B: después de poner en órbita a Wentian, la gigantesca etapa superior del cohete, de 23 toneladas métricas, se dejó caer sin control de vuelta a la Tierra, lo que supuso una amenaza remota pero real para cualquier persona o cosa que tuviera la mala suerte de encontrarse en su camino.

Sin embargo, una muerte dramática por la caída de un cohete no es el único riesgo. La mayor amenaza podría venir de las cantidades cada vez mayores de desechos espaciales que se queman en la frágil atmósfera superior de nuestro planeta, con los consiguientes impactos a largo plazo en el clima global y el ozono estratosférico. La importancia de estos impactos no está clara porque el problema en sí apenas se ha estudiado. Pero la situación va a ser más urgente a medida que el descenso de los costes y las nuevas aplicaciones lucrativas, como las megaconstelaciones de satélites, hagan que los índices de lanzamiento se disparen en todo el mundo. En resumen, el ascenso de los vuelos espaciales en el siglo XXI podría desencadenar una «tragedia de los comunes» de la era espacial con consecuencias milenarias, y los científicos están empezando a dar la alarma.

Impactos de los vuelos espaciales

Recientemente, en la revista El futuro de la TierraLos investigadores del University College London (UCL), la Universidad de Cambridge y el Instituto Tecnológico de Massachusetts estudiaron el impacto de los lanzamientos de cohetes y objetos que llegan a la atmósfera.

El equipo informó de que las partículas de carbono negro (hollín) liberadas por los cohetes son casi 500 veces más eficientes a la hora de retener el calor en la atmósfera, por lo que tienen un mayor efecto en el calentamiento global que los aviones y otras fuentes terrestres. El hollín es «emitido por los cohetes que queman combustible a base de hidrocarburos», dice el coautor del estudio, Robert Ryan, de la UCL. «Y el hollín emitido directamente en la estratosfera es muy eficaz para provocar el calentamiento».

El equipo también examinó cómo la reentrada atmosférica puede dañar la tenue capa de ozono estratosférico que ayuda a proteger a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta. Los desechos que caen o las naves espaciales que regresan producen óxidos de nitrógeno que destruyen la capa de ozono cuando se calientan junto con el aire circundante, lo que agota el gas protector de la estratosfera. Este efecto es actualmente pequeño a escala global, dice Ryan, pero ya en la atmósfera superior «la cantidad de agotamiento del ozono [from spaceflight] es preocupante». Para empeorar las cosas, los componentes de los cohetes que reingresan pueden tener composiciones complejas y muy variables, y la química específica resultante de cada cóctel de ingredientes en combustión no ha sido bien establecida.

«Actualmente estamos investigando el efecto de otros contaminantes que provienen del material de los satélites que se queman al volver a la Tierra», dice la coautora del estudio, Eloise Marais, profesora asociada de geografía física en la UCL. Lo que es seguro, añade, es que el sector espacial tiene una «miríada de impactos» en la atmósfera terrestre.

Otra certeza, según los expertos, es que los impactos atmosféricos de los vuelos espaciales están destinados a aumentar a medida que se dispara el número de lanzamientos y reentradas. El aumento de la actividad del sector espacial llevó a otro equipo de investigación de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) a elaborar un modelo de cómo el aumento resultante del hollín estratosférico podría afectar a los patrones de circulación atmosférica. Publicado en Journal of Geophysical Research Atmospheressu estudio encontró otra vía por la que la cohetería podría agotar el ozono y exacerbar el cambio climático.

«Observamos escenarios hipotéticos, en términos de la cantidad de cohetes que se elevarán en las próximas dos décadas y cómo podría responder el clima», dice el autor principal, Christopher Maloney, científico investigador de la NOAA y del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales en Boulder, Colorado. «Vimos que habría un calentamiento estratosférico. La circulación de vuelco en la estratosfera se ralentiza y esto tiene un impacto en el ozono».

Profundizando en la cuestión, Maloney afirma que sería útil disponer de «inventarios de emisiones» de lo que liberan los distintos motores de cohetes. Ese tipo de catálogo podría ayudar a crear una imagen más completa de los efectos secundarios de la cohetería en la estratosfera.

La NOAA también está preparando un estudio sobre la reentrada de los satélites y sus posibles efectos en el clima. «Realmente hay muchas incógnitas», dice Maloney. «Definitivamente son temas que merecen una mayor investigación».

Espacio para las sorpresas (y la regulación)

El aumento del interés es una buena noticia para Martin Ross, ingeniero principal de proyectos de lanzamiento civil y comercial de la Aerospace Corporation y defensor desde hace tiempo de la aclaración de los efectos climáticos de la cohetería.

«Todo el mundo espera que el negocio espacial crezca mucho, y ese es el problema», dice Ross. «Dado el crecimiento, dada la mezcla cambiante de reentrada, lanzamiento y propulsores utilizados, todo ello cambiante en la evolución, realmente se nos exige que amortiguemos la incertidumbre para poder predecir con fiabilidad cuál será el futuro».

Las mega constelaciones de miles de satélites son el principal motivo de preocupación, dice Ross, porque la mayoría de ellas están construidas para la impermanencia, desprendiéndose constantemente de naves espaciales viejas o que funcionan mal, que luego son sustituidas por lotes recién lanzados. Dejando a un lado los lanzamientos, esto supone un considerable «flujo constante» de desechos ardientes que llueven por la atmósfera. Y una parte de ellos -aún no se sabe cuánto- será en forma de partículas submicrónicas que permanecerán en el aire durante largos periodos en lugar de caer rápidamente. «Si se supone que incluso la mitad de [mega constellation reentry debris] se convierte en polvo de cierta importancia para la estratosfera, entonces competirá, si no es que será mayor, con la parte de lanzamiento».

Los satélites, típicamente repletos de componentes electrónicos y células solares que contienen metales pesados y compuestos exóticos, también presentan una diversidad química aún mayor que los cohetes, para disgusto de los investigadores. «[Satellites have] todos estos metales extraños, y no tenemos ni idea de cuál será su reactividad con la atmósfera», dice Ross. «Hay espacio para las sorpresas».

Pero conseguir los datos necesarios para evitar sorpresas desagradables no será necesariamente fácil, dice Laura Ratliff, del Instituto de Política Espacial de la Universidad George Washington.

Hay, por ejemplo, una escasez de mediciones de algunas de las capas exteriores de la atmósfera, donde comienza la transición gradual al espacio. Demasiado baja para que los satélites puedan acceder a ella y demasiado alta para que los globos meteorológicos puedan alcanzarla, esta región apenas estudiada ha sido bautizada como la «ignorósfera». Sin embargo, podría resultar crucial para cuantificar el impacto de la reentrada en la atmósfera y el clima de la Tierra.

«Me siento implicado en esta cuestión porque me siento implicado en nuestra crisis climática y en la resolución de estos problemas», afirma Ratliff. «Parece un área que está causando un daño significativo a la atmósfera sin siquiera ser conscientes de ello».

Aunque casi todo el mundo está de acuerdo en que merece la pena proteger la atmósfera superior de la Tierra y el entorno orbital, señala, en general estos lugares se cuelan entre las grietas de la supervisión normativa nacional y mundial. No hay ninguna agencia que se ocupe de la «sostenibilidad espacial»», dice Ratliff. «En estos momentos es en gran medida un problema estadounidense. Pero será un problema internacional por sus efectos».

¡No mires hacia arriba!

Para una prueba visceral de la naturaleza global de las consecuencias negativas de los vuelos espaciales, mire de nuevo al cohete propulsor chino que cae en picado. En el momento de escribir este artículo, la última predicción de la Aerospace Corporation dice que el cohete Long March 5B debería chocar con la Tierra poco después de las 7 de la mañana, hora del este, del 31 de julio (más o menos 24 horas). Esta incertidumbre se reducirá a medida que el cohete continúe su descenso, pero el momento y el lugar exactos de su impacto son fundamentalmente difíciles de predecir, ya que variables aparentemente menores, como ligeras fluctuaciones en la atmósfera superior de la Tierra, pueden tener efectos importantes en la caída orbital del cohete.

Lo más probable es que, como ocurre con la mayoría de los desechos espaciales, el cohete (o el 20-40% de él que se prevé que llegue intacto a la superficie) se hunda en el océano, que cubre aproximadamente el 71% del planeta. Pero la Aerospace Corporation señaló en un post del 26 de julio que existe una «probabilidad no nula de que los restos supervivientes aterricen en una zona poblada: más del 88% de la población mundial vive bajo la posible huella de los restos de la reentrada».

Este riesgo, leve pero significativo, coincide con las conclusiones de un reciente estudio publicado en Nature Astronomyque analizó tres décadas de datos para estimar la posibilidad de que se produzcan víctimas humanas por reentradas incontroladas de cohetes.

Michael Byers, de la Universidad de la Columbia Británica, y sus colegas calcularon que, con las prácticas actuales, hay aproximadamente un 10% de posibilidades de que un cohete que caiga libremente desde la órbita cause uno o más heridos o muertos en la próxima década. (La mayoría de los cohetes propulsores no entran en órbita y caen dentro de una zona bien definida en el rango de lanzamiento. Los que llegan a la órbita suelen encender sus motores para garantizar una órbita más segura en mar abierto y se desintegran casi por completo durante la reentrada. Sin embargo, la etapa superior del Long March 5b no está diseñada para reiniciar sus motores).

En términos generales, los múltiples -y multiplicados- riesgos asociados al floreciente sector espacial deberían hacer sonar las alarmas para todos, dice Moriba Jah, cofundadora y jefa científica de Privateer, un grupo creado para «tratar el entorno espacial como si nuestras vidas dependieran de él». Steve Wozniak, el icono de Silicon Valley y cofundador de Apple, es el presidente de Privateer.

«A fin de cuentas, queremos que el entorno espacial sea más transparente», dice Jah. «¿Qué hay ahí arriba? ¿A quién pertenece? ¿Qué puede hacer? Tiene que ser más predecible. Ahora mismo no tenemos forma de predecir no sólo las consecuencias previstas sino también las no previstas de nuestras acciones.»

En cuanto a la acción reguladora, los tratados que existen, dice Jah, tienen interpretaciones tan laxas que la situación es peligrosa. «Creo que si los países pudieran demostrar su liderazgo y mostrar formas medibles de intentar ser respetuosos con el medio ambiente, otros países podrían verse atraídos por un comportamiento más adecuado», añade.

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