La órbita terrestre se está convirtiendo en un lugar cada vez más congestionado. Satélites fuera de servicio, etapas de cohetes y fragmentos producidos por colisiones se desplazan alrededor del planeta a velocidades de varios kilómetros por segundo.
El problema no consiste únicamente en saber que están allí. También necesitamos conocer con precisión dónde están, hacia dónde se dirigen y qué ocurre cuando finalmente regresan a la atmósfera.
Dos avances científicos recientes están atacando precisamente esos puntos ciegos utilizando instrumentos creados originalmente para tareas completamente diferentes: enormes radiotelescopios y sensores diseñados para detectar terremotos.
Un radiotelescopio ahora también puede convertirse en radar espacial
Uno de los avances llega del proyecto Long Baseline Multistatic Radar (LBMR), desarrollado por investigadores de la Universidad de Birmingham, el MIT Lincoln Laboratory y el observatorio británico Jodrell Bank.
El sistema reutiliza instrumentos como el gigantesco Lovell Telescope, de 76 metros de diámetro, como receptores extremadamente sensibles.
El funcionamiento es ingenioso. Un radar transmite ondas hacia un objeto en órbita. La señal rebota en su superficie y el eco es captado miles de kilómetros más lejos por los radiotelescopios británicos.
En una demostración realizada este año, el equipo consiguió detectar y caracterizar objetos en tiempo real, aumentando hasta diez veces la sensibilidad respecto de determinados sistemas de radar convencionales.
El gran objetivo está a 36.000 kilómetros de nosotros
Los radares terrestres llevan décadas siguiendo basura espacial en la órbita baja terrestre. El desafío aumenta enormemente cuando se intenta mirar mucho más lejos.
La órbita geoestacionaria, donde funcionan importantes satélites meteorológicos y de comunicaciones, está aproximadamente a 36.000 kilómetros de altura.
A semejante distancia, detectar objetos pequeños resulta especialmente complicado.
El LBMR permite combinar transmisores potentes con enormes antenas receptoras que ya existen. El siguiente paso será utilizar simultáneamente varios radiotelescopios para obtener información más precisa sobre posición y movimiento y reconstruir las trayectorias en tres dimensiones.
Cuando la basura entra en la atmósfera, los radares tienen otro problema
Pero existe un segundo punto ciego.
Las predicciones orbitales permiten estimar dónde volverá a entrar un objeto, pero cuando comienza a romperse y arder en la atmósfera, seguir cada fragmento resulta mucho más complicado.
Benjamin Fernando, de la Universidad Johns Hopkins, y Constantinos Charalambous, del Imperial College de Londres, descubrieron que la solución podría estar literalmente bajo nuestros pies.
Los restos espaciales entran a velocidades supersónicas y producen potentes ondas de choque. Esos estampidos sónicos hacen vibrar ligeramente el terreno y pueden ser registrados por los mismos sismómetros utilizados para estudiar terremotos.
125 sensores siguieron una nave china mientras se desintegraba
Para comprobarlo, los científicos utilizaron datos públicos de 125 sismómetros del sur de California durante la reentrada del módulo orbital de la nave china Shenzhou-15 en abril de 2024.
El objeto atravesó la atmósfera aproximadamente a Mach 25-30.
A partir del momento y la intensidad con que cada sensor detectó sus ondas de choque, los investigadores reconstruyeron su velocidad, altitud, dirección y proceso de fragmentación. Descubrieron que la trayectoria real estaba aproximadamente 40 kilómetros al sur de la predicha a partir de los datos orbitales.
El método, publicado en Science, podría ofrecer resultados en un futuro en cuestión de minutos o incluso alrededor de un centenar de segundos después de una reentrada.
La nueva vigilancia espacial puede aprovechar instrumentos que ya tenemos
Ambas tecnologías atacan momentos diferentes del mismo problema.
Los radiotelescopios pueden ayudar a detectar objetos pequeños a enormes distancias mientras todavía están en órbita. Los sismómetros, en cambio, pueden seguirlos cuando atraviesan la atmósfera y comienzan a fragmentarse.
Y tienen algo especialmente atractivo en común: no exigen construir desde cero una nueva red mundial de sensores.
Parte de la infraestructura ya está instalada. Solo había que descubrir que los telescopios que escuchan el universo y los instrumentos que vigilan terremotos también podían utilizarse para seguir la basura que hemos dejado en el espacio.
