Las débiles ráfagas de energía eléctrica producidas por la colisión de objetos no mayores que el ancho de la punta de un lápiz podrían algún día ayudar a la comunidad aeroespacial a rastrear desechos espaciales de menos de un milímetro de diámetro, reduciendo así el peligro para las naves espaciales en órbita terrestre. A medida que se ponen en órbita más satélites, aumenta el peligro potencial de los desechos espaciales.
Según la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA), actualmente hay más de 25.000 objetos de más de 10 centímetros (4 pulgadas) de diámetro orbitando la Tierra. Entre 1 cm y 10 cm, se estima que aumentará a aproximadamente 500.000. Si lo reduce a 1 mm, serán 100 millones. Esta sigue siendo la cifra de enero de 2022. Se estima que hay un total de 170 millones de fragmentos de escombros cerca de la Tierra, con un peso total de 9.000 toneladas.
Algunos de los escombros consisten en satélites muertos y los cohetes que los lanzaron. Otros son una mezcla de tuercas y tornillos, fragmentos de tubos de cohetes e incluso elementos diversos, como una bolsa de herramientas de un astronauta perdida. Las agencias espaciales de todo el mundo invierten mucho en el seguimiento de estos objetos, pero son sólo la punta del proverbial iceberg.
La mayor preocupación eran los desechos muy pequeños, especialmente de las primeras misiones espaciales, porque la tecnología diseñada para minimizar los desechos espaciales aún no existía. Además, hay cantidades cada vez mayores de desechos resultantes de colisiones accidentales de satélites y de pruebas irresponsables de armas antisatélite por parte de algunos países. Algunos de estos fragmentos tienen sólo el tamaño de manchas de pintura, pero una mancha de pintura que viaja a 35.000 kilómetros (22.000 millas) por hora puede causar tanto daño como una bala de rifle.
Desafortunadamente, los desechos pequeños son difíciles de detectar y rastrear porque no reflejan suficiente luz solar o señales de radar para ser detectados. Como alternativa, investigadores de la Universidad de Michigan están trabajando en un principio diferente.
Descubrieron que cuando dos partículas, incluso las más pequeñas, chocan en el espacio, liberan una nube de gas y escombros, creando una explosión de electricidad estática que carga los escombros. No sólo se puede detectar la colisión inicial, sino que cuando los fragmentos cargados se acercan brevemente entre sí, se producen pequeñas chispas de electricidad entre ellos.
Según el equipo de investigación, si dos piezas de aluminio chocaran a velocidades orbitales, los pulsos eléctricos resultantes podrían ser detectados por antenas de radio de 26 metros (85 pies) de altura en la Tierra, así como por antenas más grandes y sensibles en la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA.
Si bien la idea ha ganado apoyo como concepto, todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que se convierta en un sistema de seguimiento práctico. Hay muchos factores que controlan la frecuencia de las señales eléctricas, así como la atenuación causada por las señales de radio de fondo y las señales de los desechos que viajan a través de la atmósfera terrestre.
Los próximos pasos serán utilizar DSN para buscar señales reales desde el espacio y observar datos de experimentos de velocidad ultra alta en el Laboratorio de Investigación Naval y el Centro de Investigación Ames de la NASA. Además, el equipo realizará experimentos utilizando láseres para lanzar varios fragmentos a diferentes velocidades orbitales para construir una base de datos de emisiones eléctricas.
"Queremos saber si un objeto es duro o blando porque eso afectará su órbita y cuán destructivo es", dijo Mojtaba Akhavan-Tafti, científico investigador asistente en Ciencia e Ingeniería del Clima y el Espacio.