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El motor de cohete que come chatarra podría limpiar los desechos espaciales
A las 16:56 UTC del 29 de agosto de 2009, un satélite de comunicaciones Iridium de repente se quedó en silencio. En las horas que siguieron, la Red de Vigilancia Espacial de EE. UU. informó que estaba rastreando dos grandes nubes de escombros, una del Iridium y otra de un satélite militar ruso desaparecido llamado Cosmos 2251.
Los escombros fueron el resultado de una colisión de alta velocidad, la primera vez que se sabe que esto sucedió entre satélites en órbita. El impacto creó más de 1.000 fragmentos de más de 10 centímetros de tamaño y un número mucho mayor de piezas más pequeñas. Estos escombros se esparcieron por todo el planeta en una nube mortal.
La basura espacial es un problema apremiante para las naves espaciales que orbitan la Tierra y podría empeorar significativamente. Cuando la densidad de los desechos espaciales alcanza un cierto umbral, los analistas predicen que la fragmentación causada por las colisiones desencadenará una reacción en cadena desbocada que llenará los cielos con un número cada vez mayor de fragmentos. Según algunas estimaciones, ese proceso ya podría estar en marcha.
Una solución obvia es encontrar una manera de eliminar estos desechos. Una opción es eliminar las piezas más grandes con un láser, vaporizándolas en partes y haciendo que los restos salgan de órbita. Sin embargo, los fragmentos más pequeños de escombros no se pueden tratar de esta manera porque son difíciles de localizar y rastrear.
Otra opción es enviar una nave espacial capaz de limpiar los escombros con una red o algún otro proceso de captura. Pero estas misiones están severamente limitadas por la cantidad de combustible que pueden transportar.
Hoy, Lei Lan y sus amigos de la Universidad de Tsinghua en Beijing, China, proponen una solución diferente. Su idea es construir un motor que convierta los desechos espaciales en propulsor y, por lo tanto, pueda maniobrar casi indefinidamente mientras limpia la basura.
Su idea es simple en principio. A una temperatura lo suficientemente alta, cualquier elemento puede convertirse en un plasma de iones y electrones positivos. Esto se puede usar como propulsor acelerándolo a través de un campo eléctrico.
Los detalles son complejos, sin embargo. En particular, la tarea de convertir los desechos en un plasma utilizable no es del todo sencilla.
Lei y compañía concentran sus esfuerzos en los desechos que tienen un tamaño inferior a 10 centímetros, las cosas que la ablación con láser no puede abordar. Su idea es capturar los escombros con una red y luego transferirlos a un molino de bolas. Este es un cilindro giratorio parcialmente lleno de bolas resistentes a la abrasión que trituran los desechos hasta convertirlos en polvo.
Este polvo se calienta y se introduce en un sistema que separa los iones cargados positivamente de los electrones cargados negativamente. Luego, los iones positivos pasan a un poderoso campo eléctrico que los acelera a alta energía, generando empuje a medida que son expulsados como gases de escape. Los electrones también son expulsados para mantener la nave espacial eléctricamente neutra.
Por supuesto, el empuje real que esto produce depende de la densidad de los desechos, la naturaleza del polvo que produce, el tamaño de los iones positivos, etc. Todo esto es difícil de medir.
Y aunque la nave espacial no necesita llevar propulsor, necesitará una fuente de energía. No está claro de dónde vendrá esto. Lei y compañía dicen que la energía solar y nuclear serán suficientes, pero no abordan las serias preocupaciones que generará cualquier nave espacial de propulsión nuclear en órbita terrestre.
Sin embargo, el trabajo da que pensar. La basura espacial es un problema que probablemente empeore significativamente en el futuro cercano. Es un área donde se necesitan desesperadamente nuevas ideas antes de que la próxima gran colisión llene las órbitas de la Tierra con aún más desechos.
Ref: arxiv.org/abs/1511.07246 : Motor de desechos: un impulsor potencial para la eliminación de desechos espaciales