El proyecto liderado por investigadores japoneses prueba la resistencia de la madera en las inhóspitas condiciones del espacio. El primer paso para la construcción de satélites sostenibles y biodegradables
En un esfuerzo por hacer los viajes espaciales más sostenibles, la NASA y Japón adelantan un proyecto en común muy audaz: poner el órbita el primer satélite de madera. Llamado LignoSat, fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Kyoto y la empresa maderera japonesa Sumitomo Forestry. Llegó el 5 de noviembre a la Estación Espacial Internacional a bordo de la Cápsula de carga Dragon de SpaceX. El propósito principal es probar la resistencia de la madera a las condiciones del espacio.
Además, hay interés en conocer su capacidad para proteger componentes electrónicos de la radiación espacial, lo que podría ser útil para aplicaciones como la construcción de centros de datos en ambientes adversos. La estructura es de honoki, la madera de magnolia que se utiliza tradicionalmente en Japón para la fabricación de vainas de espadas.
Durante 10 meses se experimentó en la EEI con tres tipos de madera: magnolia, cerezo y abedul. Los investigadores se inclinaron por la magnolia. Consideran menos probable agriete o se rompa. El satélite incluye paneles de entre 4 y 5,5 milímetros de espesor, ensamblados mediante una técnica japonesa que no requiere tornillos ni pegamento. Respeta la tradición artesanal japonesa y demuestra la resistencia del material.
Pequeño, pero con una gran misión
El satélite sostenible de tipo CubeSat mide solo 10 centímetros por lado, pesa un kilogramo y cuenta con paneles solares. Su desarrollo comenzó en abril de 2020.
«Si bien algunos podrían pensar que sería contradictorio usar la madera en el espacio, los investigadores esperan demostrar que usar madera en satélites puede ser más sostenible y menos contaminante para el medio ambiente», dijo Meghan Everett, científica adjunta del programa de la EEI de la NASA.
Los satélites convencionales generan óxidos de aluminio Cuando se queman al entrar a la atmósfera de la Tierra al final de su vida útil. Una sustancia que puede dañar la capa de ozono y alterar el equilibrio térmico del planeta. Lo preocupante es que la cantidad de satélites crece constantemente. Solo SpaceX con su red Starlink de banda ancha mantiene de 6.500 satélites activos.
Los satélites de madera podrían ser una solución. Serían satélites sostenibles que no bombearían contaminantes dañinos a la atmósfera cuando retornan a la Tierra. Su uso supondría la prohibición de que se empleen componentes metálicos.
Los componentes habituales son tóxicos
Los satélites son, en su mayoría , de materiales livianos y resistentes. Deben soportar condiciones extremas del vacío del espacio y los cambios increíblemente rápidos de temperatura; desde más de 200 °C, expuestos al Sol, y -270 °C en la sombra. Mientras más ligero y fuerte, más combustible tendrá para su funcionamiento vital.
Comúnmente se utiliza fibra de carbono, titanio, aluminio y nanotubos de carbono. Para su funcionamiento, se les dota de celdas solares que alimentan los sistemas eléctricos del satélite y cargan las baterías.
Poseen antenas para que transmitan señales de radio a la Tierra y viceversa. También pueden llevar sensores para detectar la temperatura en la superficie de la Tierra y la variación de la presión atmosférica para detectar huracanes o depresiones tropicales. A algunos portan cámaras de alta resolución para observa la migración de animales o el derretimiento de los casquetes polares, entre otras actividades.
Conquista a la vieja usanza
Dentro de un mes el satélite sostenible de madera sería puesto en órbita desde el módulo Kibo de la EEI. Si todo dentro de lo planeado, su electrónica registrará y transmitirá datos sobre su funcionamiento durante seis meses. Medirán la temperatura y la tensión de la estructura de madera para analizar los cambios en el vacío en el espacio y las condiciones atómicas de oxígeno y radiación.
Los miembros del equipo de LignoSat consideran que una prueba exitosa tendría implicaciones más allá de la órbita terrestre. «La madera es tecnología de vanguardia a medida que la civilización se dirige a la Luna y Marte», dijo Kenji Kariya, gerente del Instituto de Investigación Forestal Tsukuba de Sumitomo.
Es el primer paso de un plan de 50 años que incluye plantar árboles y construir casas de madera en la Luna e incluso en Marte. Una elección que ofrece un buen grado de protección contra la radiación. Igualmente, el empleo de la madera supone un paso adelante en la gestión de la basura espacial en la órbita terrestre. Se desintegraría fácilmente en el reingreso a la atmósfera.
La Agencia Espacial Europea calcula que más de 500.000 objetos sin utilidad —y de más de 1 centímetro— giran alrededor de la Tierra. Además, existen 129 millones de pedazos más pequeños, difíciles de rastrear, con una masa total de 13.000 toneladas.
Basura espacial
Se trata de fragmentos de antiguos viajes espaciales, naves en desuso y partes metálicas de objetos enviados por el hombre. Permanecen girando sin control y a una velocidad vertiginosa. Esta basura flotante no deja de aumentar su cantidad, masa y área. El problema cada vez es más grave no solo para los satélites en funcionamiento, sino también para futuras misiones y hasta la vida en el planeta.
Desde que comenzó la era espacial en 1957, la humanidad han lanzado toneladas de cohetes, naves e instrumentos al espacio. 6.740 cohetes pusieron en órbita 19.590 satélites. De esa cantidad, 13.230 siguen en el espacio y 3.030 ya no funcionan. Las constantes lanzamientos siguen generando peligrosos desechos.
Lo más preocupante es que la basura no desciende desde hace décadas. Debemos desarrollar y ofrecer tecnologías que eliminen los fallos eviten crear desechos. Asimismo, los reguladores deben vigilar el estado de los sistemas espaciales, así como el cumplimiento a nivel mundial de las medidas de reducción de residuos bajo su jurisdicción”, explicó Holger Krag, director del Programa de Seguridad Espacial de la Agencia Espacial Europea.
El síndrome de Kessler
Debido al incremento de lanzamientos espaciales y la proliferación de pequeños satélites, los objetos en órbita aumentaron enormemente. Las pruebas antisatélites (destruirlo cuando ya no sirve) y los choques accidentales que lanzan nuevos fragmentos ayudaron a la multiplicación.
Los satélites y otros objetos cuando chocan entre ellos generan más fragmentos de desechos e incrementa la probabilidad de colisiones. Lo predijo en 1991 el astrofísico Donald J. Kessler: un escenario potencialmente catastrófico podría desencadenar una reacción en cadena de colisiones.
Un efecto dominó que resultar en la destrucción masiva de satélites y naves espaciales. Ciertas regiones del espacio serían inservibles para futuras misiones. Podrían impactar sobre la estructura de los satélites en funcionamiento y dañar paneles solares, antenas o instrumentos sensibles.
Asimismo, pequeños fragmentos pueden causar cortocircuitos y daños severos. Tal vez la pérdida total del satélite. También se verían afectados los servicios que proveen estos satélites y provocar cortes en Internet, telefonía y transmisión de datos, así como comunicaciones de emergencia y seguridad nacional.
Sin contar el impacto económico en las industrias que dependen de conexiones satelitales.
Un hecatombe causado por la basura espacial
Una reacción en cadena ocasionaría en el espacio la pérdida de datos vitales para pronósticos meteorológicos y estudios climáticos. Reduciría la capacidad de predecir y responder a eventos extremos, también la capacidad de monitorear desastre naturales y afectaría la planificación urbana y la gestión de recursos naturales.
La basura espacial representa riesgos significativos. La Estación Espacial Internacional es un laboratorio científico supranacional gira a 400 kilómetros de la superficie terrestre. Cada vez es mayor el riesgo de que un objeto sin control impacte de manera directa la impacte. Hasta fragmentos muy pequeños pueden causar daños severos por las altas velocidades involucradas, con riesgo de perforación del casco de naves o módulos habitables.
La Estación Espacial Internacional realiza maniobras evasivas varias veces al año para evitar colisiones. “Estas maniobras consumen combustible valioso y pueden interrumpir experimentos científicos. Aumentan también el estrés y la carga de trabajo para las tripulaciones y los controladores en la Tierra, y hay un mayor riesgo para los astronautas durante caminatas espaciales”. De 1999 a mayo de 2021, por ejemplo, la EEI realizó 29 maniobras para evitar escombros. El proyecto del satélite de madera puede emprender una conquista espacial sostenible.
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