Sostenibilitat 2016
Roger Solans, Aleix Gil, Èrik Campobadal, Arnau Farré & Gemma Rosell
Des que va començar la carrera espacial el 1957 s'ha obert un nou camí per la humanitat. I amb ell, la necessitat de reformular l'ètica per enfrontar els nous problemes que han sorgit des de llavors.
El més important dels quals, que dóna nom a aquest treball, és la brossa espacial, resultant de les múltiples missions que s'han realitzat a l'exterior del nostre planeta, sobretot de, com passa tant sovint en altres temes relacionats amb la sostenibilitat, les mesures que s'han pres amb l'objectiu d'estalviar diners, com són els coets de vàries fases.
En l'actualitat això comença a ser un problema major, ja que està afectant missions en funcionament actual i dificulta també la realització de futurs llançaments.
També parlarem, però, d'altres problemes igualment seriosos que potser encara no han pres forma avui dia però de ben segur ho faran. El primer d'ells és l'anomenada contaminació interplanetària, és a dir, la inserció d'espècies autòctones d'un cos planetari en un altre on puguin ploriferar, parlant tant d'espècies terrícoles en un altre planeta com al revés; i el segon, aquest si de moment només present en la ciència ficció, l'explotació d'altres planetes. Com pot afectar a la Terra o a altres hipotètics planetes habitats la mineria abusiva d'un planeta proper? Podem estar segurs de quins seran els seus efectes?
El què és evident és que d'ara en endavant cada vegada sortiran més problemes relacionats la sostenibilitat en l'espai exterior, i caldrà trobar-hi una solució si no volem extendre el mal que hem fet a la Terra a, potser, tota la nostra galàxia.
S'anomena brossa espacial qualsevol objecte artificial sense utilitat que orbita la Terra. En 50 anys d'activitat, més de 4900 llançaments han deixat més de 6600 satèl·lits en òrbita, dels quals uns 3600 segueixen a l'espai, però només 1000 segueixen sent operatius encara.
Característiques
Gairebé tota la brossa espacial comparteix les mateixes: fragments metàl·lics i electrònics que pertanyien a algun cos més gran però que per diverses causes s'han anat fragmentant fins arribar al tamany que tenen actualment. S’hi poden trobar varies mides, els més usuals solen ser de 1 a 10cm encara que n’hi ha que superen aquestes xifres. Molts d'ells no es desintegren i poden acabar caient a la Terra.
Orígen
La majoria han estat creats per l'home, com etapes de coets, satèl·lits fora de servei, fragments d'explosions, de pintura, residus provinents d'acceleradors sòlids, líquid refrigerant dels satèl·lits, etc.
La massa total ascendeix a més de 6300 tones, formada per almenys 23000 objectes que estan en seguiment actualment per la US Space Surveillance Network.
També s'hi troben, curiosament, un guant perdut durant la primera activitat extravehicular (EVA) americana, dues càmeres fotogràfiques, bosses d'escombraries, una clau anglesa i un raspall de dents. De totes maneres, tots aquests objectes no suposen un perill real, i la majoria d'ells acaben caient a la Terra al cap de poques setmanes.
Evolució
La brossa espacial està en constant creixement, cosa que podem comprovar a partir del llançament del primer satèl·lit artificial al 1957, el projecte Sputnik llançat a la òrbita de la terra per la Unió Soviètica.
Inicialment hi havia dos satèl·lits en l’espai, però a la dècada dels 60 es va arribar assolir-ne 200.
Als anys 80 ja n'hi havia fins a 5.000 i als 90 9.000. Finalment entre els anys 2007 i 2009 a causa de míssils i alguns satèl·lits (Cosmos 2251 i Iriduim 33) van crear en total 4.000 restes més. Aquest creixement és cada vegada més perjudicial, en la següent fotografia podem veure una comparació entre diferents anys en la quantitat de brossa espacial, des del 1957 fins l'actualitat.
L'Òrbita Cementiri
La nostra òrbita es divideix en tres sectors:
- Les òrbites baixes (Low Earth Orbit o LEO) on es troben els satèl·lits en funcionament.
- L’anell geostacionari (Geostationary Earth Orbit o GEO) a uns 36.000km, on orbiten els satèl·lits de comunicacions, meteorològics i televisió.
- L’òrbita intermèdia on es poden trobar els satèl·lits de navegació.
El problema greu és quan les deixalles espacials es situen a prop d’aquestes òrbites.
L'òrbita cementiri, situada a una pocs centenars de quilòmetres de l'òrbita geostacionària, és una zona orbital on es troben la majoria dels satèl·lits que ja han finalitzat la seva vida útil. Una de les raons per la qual existeix aquest cementiri és per disminuir la probabilitat de xocs amb altres satèl·lits en funcionament i la generació de deixalla espacial en l'òrbita comercial.
La transferència a l'òrbita cementiri des de l'òrbita geostacionària, que és l'òrbita dels satèl·lits en funcionament, requereix una quantitat de combustible tal com la que es necessitaria durant aproximadament tres mesos per al manteniment de la seva posició. També es requereix un control fiable de l'orientació durant la maniobra de la transferència. Mentre que la majoria dels operadors basats en els satèl·lits intenten realitzar aquesta maniobra en el final de la vida operacional, solament la meitat tenen èxit en fer-ho.
Com a informació extra, l'òrbita geostacionària és un òrbita circular situada a aproximadament 36.000km sobre l'equador terrestre i es la zona on circulen els satèl·lits actualment operatius. La principal característica que té és que els satèl·lits orbitant mantenen la seva posició respecte a la superfície terrestre, ja que es mouen a la mateixa velocitat angular que el moviment de rotació de la Terra.
Efectes en futures missions
Cada vegada és més complicat calcular el llançament de les noves missions evitant les deixalles espacials. Per exemple, ja es té en compte per la possible construcció de l'ascensor orbital que si aquest fallés en el primer intent i es trenqués, la quantitat de residus generats impossibilitaria totalment la construcció d'un de nou.
Efectes sobre satèl·lits i la ISS
Les altes velocitats que agafa la brossa espacial la converteixen en un perill real per tots els satèl·lits, ja que els poden destruir completament. Per exemple, el 2009 es va produir per primera vegada un xoc important a 780km sobre Sibèria, que va acabar amb els satèl·lits Cosmos-2251 i Ididium 33. Els astronautes de l'Estació Espacial Internacional (ISS) també estan en alerta constant, solament en el 2014 la van haver de canviar de òrbita tres vegades per perill de xoc amb brossa, i en el pitjor dels casos, si no tinguessin el temps necessari com per apartar-se de la trajectòria perillosa, solament podrien anar a una zona segura i esperar que el xoc no inutilitzés completament el funcionament de la nau, arribant a l'extrem que algunes vegades han preparat l'evacuació en Soiuz dels tripulants.
Efectes sobre la Terra
El problema que ens pot afectar més directament és la caiguda de brossa espacial sobre la superfície terrestre. De tant en tant arriben notícies de fragments de deixalla espacial trobada en algun lloc del planeta, inclús hi ha vídeos que mostren la seva caiguda, com si fossin estels fugaços.
Per sort, aquest tema està molt controlat i quan ha de passar s'avisa la població amb antelació sabent l'hora i el lloc exacte on pot caure el fragment, això si no s'acaba desintegrant per la fricció de l'aire abans de l'impacte.
Hi ha hagut alguns casos de persones ferides per brossa espacial, el més conegut és el cas d'una dona que va ser impactada a l'esquena per un fragment metàl·lic d'uns quinze centímetres, però la ferida no va ser greu, o d'un gos a Egipte que va morir per un impacte similar.
Síndrome de Kessler
El Síndrome de Kessler és un escenari proposat per el consultor de la NASA, Donald J. Kessler, el qual deia que si la brossa espacial continua creixent i s'anava acumulant en òrbita, arribaria un punt en que hi n'hi hauria tanta que provocaria greus problemes.
No sabem on està el límit de la sort, però l'acumulació de deixalla en òrbita pot provocar col·lisions desencadenades i arribar a xocar contra satèl·lits operatius. Això en el millor dels escenaris.
També pot plantejar problemes en el llançament de nous satèl·lits, ja que pot ésser que la deixalla espacial acabi formant una capa en òrbita que impedeixi el satisfactori enlairament de nous satèl·lits i coets.
En un cas hipotètic, es pot donar el fet que un meteorit de diminutes dimensions col·lisioni amb un satèl·lit de forma que els líquids inflamables que conté provoquin una immensa explosió. Aquesta explosió crearia una metralla de residus que podrien impactar amb altres residus de l'espai, formant així una sèrie de col·lisions en cadena (com un efecte dominó), que només podria ser aturat si es desintegressin. El perill que aquesta brossa acabi caient a la Terra és molt petit, ja que la gran majoria es desintegrarien amb la fricció de l'aire.
Aquests escenaris poden fer-se reals degut, primerament a la facilitat que es té actualment de llençar satèl·lits a l'espai, ja que per 7000 euros es pot fer perfectament" i per l'altre banda encara no hi ha el suficient control i protecció per evitar aquests problemes. Es suma el fet que és molt complicat tractar directament amb la brossa espacial, ja que agafen una velocitats d'òrbita elevades i la majoria són d'un tamany molt petit.
Mineria interestel·lar?
S'han començat a obtenir recursos minerals a l'espai ja que la recollida dels minerals als asteroides és més rendible que no pas com s'han fet fins ara.
En molts asteroides s'hi poden trobar més platí del que s'ha extret fins ara de la Terra. També contenen quantitats d'aigua infiltrades en les seves roques que es poden obtenir escalfant la superfície per transformar-la en líquida o gasosa i utilitzar l'hidrogen extret es pot utilitzar com a combustible per la nau.
En un futur, és molt probable que també es s'iniciïn excavacions a gran escala en altres planetes, doncs sabem que alguns contenen grans quantitats de minerals que aquí a la Terra són molt escassos, com és el cas del diamant. A més a més inicialment no hi hauria lleis protegint-los, i els grups ecologistes també tardarien més en actuar ja que, al no tractar-se de la Terra semblaria que no estem malmetent cap ecosistema.
Però en realitat, no podrem saber amb exactitud els efectes reals d'aquesta mineria. Si s'arribés a destruir un planeta del sistema solar podria tenir efectes catastròfics tant en forma d'intenses pluges de meteorits com de desestabilitzacions en les òrbites solars que podrien desencadenar xocs planetaris.
Contaminació Interplanetària
S'anomena contaminació interplanetària la contaminació biològica d'un cos planetari degut a una sonda o una nau. Es pot dividir en contaminació de sortida, en la qual es porta una forma de vida de la Terra a un altre planeta, i la contaminació de retorn, la introducció de microorganismes extraterrestres en el nostre planeta. Aquest és el motiu pel qual en el retorn de les missions Apollo es van mantenir en quarantena, en el Lunar Receiving Laboratory, als astronautes, mostres i restes de la nau.
Actualment, s'ha trobat aigua a Mart, la qual cosa possibilita l'existència de vida, de fet s'han trobat formes de vida en condicions més extremes, com és el cas del Plàncton Espacial, microorganismes vius a l'exterior de l'Estació Espacial Internacional (ISS), provinents dels oceans de la Terra, tot i el buit, les temperatures sota zero i la enorme radiació. El motiu pel qual la missió Curiosity encara no hi ha enviat cap rover és per evitar una possible contaminació amb microorganismes terrícoles que hagin pogut sobreviure a la sala de descontaminació de la NASA, a l'espai exterior i a l'atmosfera de Mart. Això suposaria un problema doble, per una banda perquè podríem trobar vida a Mart, sense entendre com ha arribat allà i sense poder estar segurs de si prové en realitat de la Terra, i per altra banda perquè podria entrar en conflicte amb alguna hipotètica espècie autòctona i destruir-la fins i tot abans que en coneguem la seva existència, tal com fan actualment les espècies invasores en el nostre planeta.
Per intentar minimitzar aquest problema, existeix el Planetary Protection, una guia per dissenyar missions interplanetàries amb l'objectiu d'impedir aquest tipus de contaminació.
e.Deorbit
E.Deorbit és una missió per a l'eliminació de les deixalles espacials de l'Agència Espacial Europea prevista per al 2021.
Aquesta missió tracta de llançar des de els 1.600km un coet Vega en una òrbita de 800-1.000km. Quan ja estigui en òrbita, la nau es trobarà amb un satèl·lit abandonat. La captura d'aquest satèl·lit es pot dur a terme de dues maneres que poden ser amb l'ús d'un braç robòtic o amb xarxes. Un cop ha estat capturat la nau realitzarà una reentrada atmosfèrica controlada.
Míssils nuclears
S'ha plantejat usar aquesta tecnologia per destruir les deixalles espacials, però hi ha diversos motius per rebutjar-ho: el cost de l'enviament, que no sortiria a compte degut a la gran quantitat de deixalles que hi ha, i els perills que podrien suposar.
Bibliografia
Brossa Espacial; La contaminació de l'espai
Brossa Espacial; Sat view (seguiment de la reentrada)
Brossa Espacial; (seguiment de la reentrada)
Contaminació Interplenetària; Vikipèdia
Cómo la vida en la Tierra podrá destruir la vida en Marte
National Aeronautics and Space Administration
Laboratorio de Recepción Lunar
Síndrome de Kessler; Vikipèdia
https://es.wikipedia.org/wiki/Proyecto_West_Ford