Naves espaciales ardiendo en la atmósfera superior: ¿qué consecuencias sobre el clima?

La "órbita terrestre baja" está cada vez más congestionada, con un número creciente de naves espaciales ardiendo en la atmósfera superior. Fionagh Thomson, de la Universidad de Durham, siente curiosidad por el impacto potencial que esta tendencia podría tener en el clima de la Tierra.

Naves espaciales ardiendo en la atmósfera superior: ¿qué consecuencias sobre el clima?

Este artículo fue publicado inicialmente el La conversación de febrero 23, 2024.

SpaceX de Elon Musk ha anunciado que se deshará de 100 satélites Starlink durante los próximos seis meses, después de descubrió un defecto de diseño que puede hacer que fallen. En lugar de correr el riesgo de representar una amenaza para otras naves espaciales, SpaceX “sacará de órbita” estos satélites para quemarlos en la atmósfera.

Pero los científicos atmosféricos están cada vez más preocupados de que este tipo de aparente vuelco por parte del sector espacial provocará mayores cambios climáticos en la Tierra. Recientemente, e inesperadamente, un equipo encontró posibles metales que agotan la capa de ozono desde naves espaciales en la estratosfera, la capa atmosférica donde se forma la capa de ozono.

La “órbita terrestre baja” relativa donde satélites monitoreando la Tierra ecosistemas donde se encuentran está cada vez más congestionado: solo Starlink tiene más de 5,000 naves espaciales en órbita. Por lo tanto, la limpieza de escombros es una prioridad para el sector espacial. Las naves espaciales recién lanzadas también deben ser retiradas de la órbita en un plazo de 25 años (Estados Unidos implementó recientemente una medida más estricta). regla de cinco años) ya sea moviéndose hacia arriba a la llamada “órbita cementerio” o hacia la atmósfera terrestre.

Los satélites de órbita inferior suelen estar diseñados para utilizar el combustible restante y la atracción de la gravedad de la Tierra para volver a entrar en la atmósfera. En un reingreso controlado, la nave espacial ingresa a la atmósfera en un momento preestablecido para aterrizar en la parte más remota del Océano Pacífico en punto nemo (también conocido como el cementerio de naves espaciales). En un reingreso incontrolado, las naves espaciales siguen una “desaparición natural” y se queman en la atmósfera.

La NASA y la Agencia Espacial Europea promueven esta forma de eliminación como parte de una filosofía de diseño llamada “diseño para la desaparición”. Es un desafío ambiental construir, lanzar y operar un satélite lo suficientemente robusto como para funcionar en la hostilidad del espacio pero también capaz de romperse y quemarse fácilmente al reingresar para evitar que desechos peligrosos lleguen a la superficie de la Tierra. Todavía es un trabajo en progreso.

Los operadores de satélites deben demostrar que su diseño y sus planes de reingreso tienen una baja tasa de "impacto humano" antes de que se les otorgue una licencia. Pero existe una preocupación limitada con respecto al impacto en la atmósfera superior de la Tierra durante la etapa de reingreso. Esto no es un descuido.

Inicialmente, ni el sector espacial ni la comunidad astrofísica consideraron que quemar satélites en su reingreso fuera una amenaza ambiental grave (al menos para la atmósfera). Después de todo, el número de partículas de naves espaciales liberadas es pequeño en comparación con las 440 toneladas de meteoroides que ingresan a la atmósfera diariamente, junto con las cenizas volcánicas y la contaminación provocada por el hombre a partir de procesos industriales en la Tierra.

¿Malas noticias para la capa de ozono?

Entonces, ¿están los científicos del clima atmosférico reaccionando exageradamente ante la presencia de partículas de naves espaciales en la atmósfera? Sus preocupaciones se basan en 40 años de investigación sobre la causa de los agujeros de ozono sobre los polos sur y norte, que se observaron ampliamente por primera vez en la década de 1980.

Hoy en día saben que la pérdida de ozono es causada por la acción del hombre. gases industriales, que combinan con la naturaleza y la gran altitud. nubes estratosfericas polares o nubes de nácar. Las superficies de estas nubes etéreas actúan como catalizadores, convirtiendo sustancias químicas benignas en formas más activas que pueden rápidamente destruir el ozono.

Dan Cziczo es un científico atmosférico de la Universidad Purdue en Estados Unidos y coautor de un estudio reciente que encontró sustancias que agotan la capa de ozono en la estratosfera. Me explica que la pregunta es si las nuevas partículas de las naves espaciales ayudarán a la formación de estas nubes y provocarán la pérdida de ozono en un momento en que la atmósfera terrestre apenas está comenzando a recuperarse.

Más preocupante para los científicos atmosféricos como Cziczo es que sólo unas pocas partículas nuevas podrían crear más de este tipo de nubes polares, no sólo en la atmósfera superior, sino también en la atmósfera inferior, donde se forman los cirros. Los cirros son nubes de hielo finas y tenues que se pueden ver en lo alto del cielo, a más de seis kilómetros. Tienden a dejar pasar el calor del sol, pero luego lo atrapan al salir, por lo que, en teoría, más nubes cirros podrían añadir un calentamiento global adicional al que ya estamos viendo de los gases de efecto invernadero. Pero esto es incierto y todavía en estudio.

Cziczo también explica que, a partir de evidencia anecdótica, sabemos que las nubes a gran altitud sobre los polos están cambiando, pero aún no sabemos qué está causando este cambio. ¿Se trata de partículas naturales como meteoritos o desechos volcánicos, o partículas no naturales de naves espaciales? Esto es lo que necesitamos saber.


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Preocupado, pero no seguro

Entonces, ¿cómo respondemos a esta pregunta? Contamos con algunas investigaciones de científicos atmosféricos, constructores de naves espaciales y astrofísicos, pero no son lo suficientemente rigurosas ni están lo suficientemente enfocadas como para tomar decisiones informadas sobre qué dirección tomar. Algunos astrofísicos afirman que las partículas de alúmina (óxido de aluminio) de las naves espaciales provocarán reacciones químicas en la atmósfera que probablemente provocará la destrucción del ozono.

Los científicos atmosféricos que estudian este tema en detalle no han dado este salto porque no hay suficiente evidencia científica. Sabemos que hay partículas de naves espaciales en la estratosfera. Pero aún se desconoce qué significa esto para la capa de ozono o el clima.

Es tentador exagerar los resultados de la investigación para obtener más apoyo. Pero este es el camino hacia el infierno de la investigación, y los negacionistas utilizarán resultados deficientes en una fecha posterior para desacreditar la investigación. Tampoco queremos utilizar opiniones populistas. Pero también hemos aprendido que si esperamos hasta que haya pruebas indiscutibles disponibles, puede que sea demasiado tarde, como ocurrió con la pérdida de ozono. Es un dilema constante.


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Observación
La información, opiniones y recomendaciones presentadas en este artículo son las de los contribuyentes individuales y no reflejan necesariamente los valores y creencias del Consejo Científico Internacional.


Imagen de SpaceX on Unsplash.

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