La idea es aterradora: no tenemos idea de si hay, o no, un arma nuclear en la órbita terrestre. El Tratado del Espacio Exterior firmado por 118 en 1967 establece la prohibición de poner armas nucleares en el espacio, pero no hay forma de saber si se ha violado esta prohibición.
Y eso es un gran problema, porque con la rápida expansión de las capacidades de lanzamientos espaciales en varios países, y su creciente presencia en la órbita, hay expertos que creen que la posibilidad de un conflicto geopolítico fuera del planeta es solo cuestión de tiempo. La creciente amenaza de una guerra en el espacio exige un reconocimiento mejorado de las armas para asegurar que todas las naciones que firmaron el tratado sigan cumpliéndolo. Sin embargo, diseñar la forma de detectar armas nucleares en el espacio configura un enorme acertijo de la ingeniería.
Areg Danagoulinan, profesor adjunto de ciencia e ingeniería nuclear del MIT (Massachusetts Institute of Technology) se puso esa carga sobre los hombros. En un estudio de prueba de concepto que hoy se publicó en Nature propone un sistema de sensores en los satélites que podrían orbitar cerca de la nave espacial sospechosa y detectar neutrones generados por protones de alta energía colisionando con material radiactivo, que es la firma de un arma termonuclear.
El desafío: detectar armas en el espacio
En 1962 cuando EE.UU. detonó la prueba nuclear Starfish Prime a unos 400 km sobre el Océano Pacífico, quedaron dañados o destruidos casi un tercio de los satélites que estaban en la baja órbita terrestre, por culpa de la radiación. La explosión inyectó una enorme cantidad de electrones cargados en el cinturón Van Allen interior, uno de los dos cinturones de radiación que rodean a la Tierra y tienen forma de dona. Esto aumentó la población de electrones en varios órdenes de magnitud, según Danagoulian. A medida que los satélites pasaban por el cinturón se dañaban significativamente sus componentes electrónicos y paneles solares.
Hoy hay miles de satélites más en el espacio y nuestra vida moderna depende de ellos. Aunque una detonación nuclear en el espacio no daría como resultado víctimas fatales directas, sí podría destruir o deshabilitar los satélites que brindan comunicaciones, navegación GPS,
meteorología, vigilancia y sistemas de advertencia de misiles. Tanto la infraestructura civil como militar de los EE.UU. depende mucho de los satélites, lo que significa que una sola explosión podría dar lugar a importantes disrupciones, debilitando la capacidad de defensa.
A pesar de este riesgo solo hay una salvaguarda: el Tratado del Espacio Exterior. “A pesar de que este tratado tiene ya casi 60 años, siempre le faltaron medios robustos de verificación de riesgos nucleares en el espacio”, indica Danagoulian en su informe. Y eso, en parte porque diseñar un método de verificación es una dificultad técnica ya que baja órbita terrestre es un duro entorno de radiación por lo que los métodos de detección nuclear tradicionales se veían impedidos de operar por el bombardeo de protones y electrones que están atrapados en el cinturón Van Allen, explicó.
Sin embargo, este cinturón interior también podría ayudar a revelar armas termonucleares ocultas, dice Danagoulian. Si un satélite con un arma nuclear pasa por esta zona repleta de protones y electrones, emitirá una tonelada de neutrones como resultado de una espalación inducida por protones. Eso sucede cuando los protones de alta energía chocan con elementos pesados como el uranio, que es el material radiactivo que se utiliza en la mayoría de las armas termonucleares, soltando neutrones y otras partículas.
Basándose en suposiciones razonables sobre la cantidad y tamaño del uranio, dice que un arma termonuclear podría emitir hasta 40 millones de neutrones por segundo al encontrarse con protones de alta energía en el cinturón Van Alle, produciendo una señal detectable.
“Pero el hecho de que haya una señal no quiere decir que podamos verla”, le dijo Danagoulian a Gizmodo. Para poder detectar un arma tuvo que diseñar un dispositivo que pueda filtrar todo el ruido de las partículas de la baja órbita terrestre. “Hay que poder diferenciar entre los protones que vienen desde afuera y los neutrones que vienen del satélite”, explicó.
Un importante primer paso
El satélite “inspector” de Danagoulian está diseñado para orbitar por debajo del satélite sospechoso y pasar por el cinturón Van Allen junto a éste. Cuando el inspector y el sospechoso se encuentran con las partículas cargadas del cinturón el sensor tiene que distinguir entre los neutrones que emite el satélite sospechoso y la corriente continua de protones que golpearán al detector.
Ara eso Danagoulian diseñó un sensor que filtra los protones que ingresan y deja la señal de neutrones que indicaría la presencia de uranio. Pero hay otro problema.
“Hay un enorme flujo de neutrones, los neutrones albedo, que vienen de la Tierra”, explicó. Son neutrones producidos por rayos cósmicos que golpean la atmósfera y crean una señal de fondo que podría interferir con la detección de las armas. El sistema de sensores de Danagoulian resolvería este problema usando detección direccionada para determinar si un neutrón viene desde el satélite que está arriba, o de la Tierra que está por debajo. Es por eso que el inspector tiene que orbitar por debajo del sospechoso.
Para validar su diseño Danagoulian creó un modelo en que el satélite con un arma termonuclear pasa por el cinturón interior Van Allen al mismo tiempo que el satélite inspector, con una separación de unos 4 km. Los resultados mostraron que el inspector podía filtrar el ruido y detectar neutrones emitidos por el arma, desactivándola.
Si bien este trabajo muestra que la idea es teóricamente factible, Danagoulian espera que otros investigadores la mejoren. “Espero que alguien tome esta idea y empiece a desarrollar un prototipo y espero que logren una configuración más simple. Tal vez el sistema que yo propongo es muy complejo”, aclaró.
Es un trabajo que marca un importante primer paso para desarrollar un sistema de verificación de armas que ayudará a sostener los términos del Tratado del Espacio Exterior. A medida que crece el riesgo de una guerra en el espacio es urgente la necesidad de cubrir esa brecha.
