2014, el año del Gran Cometa marciano

Es posible que en 2013 no veamos finalmente ningún cometa realmente impresionante -y no será porque no hay candidatos- pero 2014 pinta mucho mejor. Siempre y cuando vivas en Marte. Y es que el cometa C/2013 A1 promete ser todo un espectáculo para los marcianos. C/2013 A1 fue descubierto el pasado 3 de enero por Robert McNaught desde el Observatorio de Siding Spring en Australia y tras calcular su órbita se ha comprobado que el 19 de octubre de 2014 pasará a tan sólo 37.000 kilómetros de la superficie del planeta rojo. De hecho, no se descarta que el cometa pueda chocar con Marte, aunque a medida que se vayan refinando los cálculos orbitales lo más seguro es que se pueda excluir esta espectacular posibilidad de forma definitiva.

¿Será 2014 el año del Gran Cometa Marciano? (Michael Jaeger/Emil Kraaikamp).

Pero el caso es que estamos hablando de un cometa realmente grande. Se cree que C/2013 A1 tiene un núcleo de entre 10 y 50 kilómetros de diámetro (!) y las previsiones son que pueda alcanzar un brillo cuarenta veces el de Venus, lo que significa que se verá con una magnitud -8,5 desde Marte (!!). De todas formas, ya sabemos que uno de los principales principios de la astronomía es que las previsiones sobre el brillo de los cometas siempre son demasiado optimistas, pero en cualquier caso un cometa con una magnitud negativa tiene que ser un espectáculo alucinante.

C/2013 A1 viene de la nube de Oort (o el espacio interestelar, quién sabe) y su órbita es por lo tanto muy excéntrica, además de estar inclinada más de 90º con respecto a la eclíptica. Se mueve en dirección contraria al resto de planetas del Sistema Solar, así que si por un casual decidiese chocar contra Marte estaríamos hablando de un impacto a nada más y nada menos que 56 km/s. De acuerdo con el descubridor de cometas Leonid Elenin, quien ha calculado la órbita de este bicho, una colisión con Marte causaría un cráter de 500 kilómetros de diámetro 2 kilómetros de profundidad, liberando una energía de 2×10¹º megatones. ¿Cómo afectaría esto a la flotilla de naves que exploran Marte?

Órbita de C/2013 A1 (spaceobs.org).

Bueno, todo depende del lugar concreto del impacto y las características precisas del núcleo del cometa, pero podemos asegurar con cierta confianza que los tres orbitadores actualmente en servicio (Mars Express, Mars Odyssey y Mars Reconnaissance Orbiter) no sufrirán ningún daño considerable. Ahora bien, para Curiosity y Opportunity un suceso así puede suponer el final de su misión, aunque lo más probable es que sólo se vean afectados por el polvo levantado por la colisión. Puesto que Curiosity funciona con energía nuclear, esto no sería un inconveniente serio, pero para Opportunity el asunto tomaría un cariz mucho más grave. El lado positivo del asunto es que podríamos estudiar de primera mano los efectos de un impacto cometario en un planeta rocoso.

Si dejamos a un lado este escenario poco probable, el principal problema es que Marte entrará de lleno dentro de la coma del cometa, que tiene un diámetro de cien mil kilómetros. La influencia que estas finas partículas puedan tener sobre las sondas marcianas en órbita es aún objeto de debate. Las fotografías del cometa que las sondas tomarán prometen ser increíbles. Sólo esperemos que no sean las últimas.

Actualización 2-3-13: las últimas estimaciones predicen que el cometa pasará a 71.000 kilómetros de Marte.

Más info:

• SpaceObs.org 

Cómo mandar a un hombre y a una mujer alrededor de Marte en 500 días

¿Será la primera misión tripulada a Marte una iniciativa privada? Dennis Tito, el primer turista espacial de la historia, quiere llevar a cabo un viaje tripulado al planeta rojo en 2018 con su organización The Inspiration Mars Foundation. Bueno, en realidad se trataría de un sobrevuelo de Marte, nada de poner el pie en el planeta o ponerse en órbita alrededor del mismo. Sería un viaje de ida y vuelta para dos personas de 502 días de duración. El 99% del tiempo los dos astronautas no verían nada por la ventanilla, salvo un par de días antes y después del encuentro con Marte. Eso sí, las dos personas no serían unos extraños, sino una pareja formada por un hombre y una mujer con una relación estable.

¿Estarías dispuesto a viajar a Marte con tu pareja encerrado 500 días ahí dentro? (The Inspiration Mars Foundation).

Logo de la empresa (The Inspiration Mars Foundation).

La iniciativa de Tito ha generado un revuelo considerable, y eso que vivimos en una época en la que la iniciativa privada ya ha anunciado desde viajes tripulados a la Luna hasta proyectos de minería de asteroides. Pero supongo que Marte nos sigue atrayendo de una forma especial y de ahí el tremendo interés que ha suscitado el plan de Tito.

El viaje comenzaría el 5 de enero de 2018. Tras 228 días de misión, los dos astronautas disfrutarían del sobrevuelo de Marte, que tendría lugar el 20 de agosto del mismo año. La nave pasaría a cien kilómetros de altura sobre Marte a una velocidad de 7,27 km/s, aunque la fase de sobrevuelo propiamente dicha duraría unas diez horas (el tiempo que permanecería la nave a una distancia de Marte inferior a los 100.000 kilómetros). La pareja debería pasar otros 273 días en el espacio interplanetario durante el viaje de vuelta, aproximándose al Sol hasta una distancia similar a la órbita de Venus. Regresaría finalmente a la Tierra el 21 de mayo de 2019, reentrando en la atmósfera terrestre a la sorprendente velocidad de 14,18 km/s. Como nos podemos imaginar, las fechas no han sido elegidas al azar, sino que corresponden a una ventana de lanzamiento para sobrevuelos de Marte especialmente favorable que sólo tiene lugar cada quince años. Si dejamos pasar esta oportunidad, para llevar a cabo esta misión en otra ventana de lanzamiento sería necesario pasar más tiempo en el espacio.

Trayectoria de la misión (The Inspiration Mars Foundation).

Características de la ventana de lanzamiento (Tito et al.).

Geometría del sobrevuelo (Tito et al.).

Hasta aquí, nada que objetar. Pero si queremos evaluar la viabilidad de esta misión debemos preguntarnos cómo va a lograr Tito semejante hazaña. De entrada, Tito planea usar un único lanzamiento del cohete Falcon Heavy de SpaceX para la misión, un lanzador capaz de enviar 14 toneladas en una trayectoria a Marte lanzado desde Cabo Cañaveral. Y aquí es donde las cosas empiezan a complicarse. Tito ha usado los datos del Falcon Heavy que SpaceX ha publicado en su página web, pero en ningún momento ha podido confirmar que son correctos. Teniendo en cuenta que se trata de un cohete en desarrollo y que SpaceX posee una desagradable tendencia a no contar toda la verdad sobre las características de sus vehículos -a día de hoy los datos exactos sobre la capacidad de la nave Dragon siguen siendo secretos- es lógico que uno sea bastante escéptico si estamos hablando de un proyecto en el que para empezar no conocemos las características precisas del lanzador, que sin duda es la pieza más importante de todo el tinglado.

La misión rusa Mars 500 demostró que psicológicamente es posible un viaje a Marte (The Inspiration Mars Foundation).

Sea como sea, si damos por buenos los datos de SpaceX, necesitamos una nave espacial para la misión. Tito apunta de forma un tanto vaga a que pretende usar la nave Dragon, también de SpaceX, pero fuertemente modificada para la tarea (vale la pena mencionar en este punto que la versión tripulada de la Dragon aún no ha sido construida). Obviamente, dos personas no pueden vivir confinadas durante 500 días en el interior de una cápsula tan pequeña, a no ser que queramos ser testigos del primer divorcio interplanetario de la historia -o algo peor-, por lo que está previsto usar un módulo adicional acoplado a la parte delantera de la nave. Este módulo podría ser un módulo inflable de Bigelow o una estructura rígida, todo está en el aire. En cualquier caso, la tripulación dispondría de unos 35 metros cúbicos de espacio, la mitad de los cuales estarían ocupados por víveres y el resto de equipamiento. En concreto, la nave transportaría 1384 kg de comida deshidratada, 2235 kg de agua y 897 kg de oxígeno. La masa total de la nave sería de diez toneladas (más cinco de víveres).

Aún así, estamos hablando de un espacio útil realmente minúsculo, motivo por el cual los dos astronautas serán una pareja compuesta por un hombre y una mujer con una relación afectiva estable (el proyecto no dice nada de parejas homosexuales). Tampoco está nada claro cómo se modificará el escudo térmico de la Dragon para que soporte una reentrada a 14,2 km/s, muy por encima a lo contemplado por el diseño actual y que supera ampliamente el récord de velocidad para una reentrada en la Tierra, que está en posesión de la cápsula Stardust (12,6 km/s). De acuerdo con el estudio inicial, la cápsula Dragon realizará primero una maniobra de aerocaptura en la atmósfera para luego reentrar definitivamente, una técnica que jamás se ha usado previamente.

Espacio equivalente al de la misión. Es para pensárselo (The Inspiration Mars Foundation).

Trayectoria de reentrada (Tito et al.).

Analicemos ahora los otros dos problemas adicionales de la misión. Hablamos claro está, del sistema de soporte vital y de la radiación. En una misión de 500 días hacia Marte no hay marcha atrás. La tripulación no podrá abortar una vez iniciada la misión y pase lo que pase deberá esperar 1,4 años para regresar a la Tierra. Necesitamos un sistema de soporte vital robusto capaz de funcionar sin problemas durante 500 días y que pueda reciclar todo el agua consumida por la tripulación (incluyendo un reactor Sabatier para obtener agua a partir del dióxido de carbono). ¿Se puede hacer? Sin duda, pero no con el sistema de soporte vital de una nave Dragon convencional. Serían necesarios muchos ensayos y pruebas antes de certificar semejante equipo para un viaje a Marte. Recordemos que no hay margen para el error. El más mínimo fallo del sistema de soporte vital condenaría a la tripulación a una muerte segura.

Sistema de soporte vital de la misión (Tito et al.).

Consumibles de la misión (Tito et al.).

En cuanto a la radiación, Tito no propone ningún sistema de protección especial más allá de un simple sistema pasivo formado por el agua y las propias paredes de la nave, además de la etapa superior del Falcon Heavy, que después de mandar la nave a Marte permanecería acoplada. La misión tendrá lugar cerca del mínimo solar, así que el riesgo de tormentas solares y SPE (Solar Proton Events) es mínimo, pero no dice nada de cómo lidiar con los rayos cósmicos. Durante la rueda de prensa de la presentación pública del proyecto se mencionó este problema para decir básicamente que es una misión arriesgada y que hay ciertos riesgos inherentes. O sea, crucemos los dedos y que sea lo que dios quiera.

He reservado para el final el principal escollo de esta propuesta. Por supuesto, me refiero al vil metal. Tito se ha comprometido a financiar de su -inmensa- fortuna los dos primeros años del proyecto, pero a partir de 2015 será necesario que los inversores pongan la pasta de forma decidida. Puesto que los astronautas no pueden ser los clientes -la tripulación será profesional-, no sé de dónde va a sacar Tito tanto dinero. Por lo que respecta al gobierno, no creo que la NASA esté dispuesta a participar de pleno en una misión que no usa su cohete SLS y que además es cuanto menos muy arriesgada.

En definitiva, en su versión actual estamos ante una propuesta ciertamente realista, pero con tantos agujeros que es prácticamente imposible que sea una realidad dentro de tan sólo cinco años. Desgraciadamente, hay demasiados parámetros por decidir y demasiadas incógnitas para que esta misión tenga una mínima probabilidad de éxito.

Y para terminar, una confesión. Cuando supe por primera vez de este proyecto de Tito me pareció una simple locura sin sentido. Pero he de reconocer que tras leer el artículo y ver la rueda de prensa mi opinión sobre el proyecto ha mejorado sustancialmente. Sigo creyendo que se trata de una empresa cogida por los pelos y sin mucho futuro, pero si logra atraer el interés del gran público hacia los viajes espaciales tripulados, bienvenida sea. Quién sabe, a lo mejor estamos ante el nacimiento del "momento Apolo" de nuestra generación.

Vídeo simulación de la misión:

Referencias:

• Feasibility Analysisfor a Manned Mars Free-Return Mission in 2018, Dennis Tito et al. (IEEE, febrero 2013).

¿Podemos detectar vida en otras tierras?

Se acerca el día en el que descubriremos el primer planeta terrestre situado en la zona habitable de su estrella: la primera exotierra. Claro que una cosa es que un planeta esté situado en la zona habitable y otra muy distinta que sea habitable. Para saberlo necesitamos realizar un análisis espectroscópico de su atmósfera. Pero, ¿tenemos la tecnología necesaria para tamaña tarea?

Las malas noticias son que por ahora no, no la tenemos, pero lo bueno es que muy pronto dispondremos de ella. Dentro de unos años entrarán en servicio dos instrumentos revolucionarios: los telescopios E-ELT (European Extremely Large Telescope) y James Webb (JWST). El E-ELT es un telescopio monstruoso de 39 metros, mientras que el JWST será mucho más pequeño, pero al estar situado en el espacio podrá observar las longitudes de onda infrarrojas vedadas para los instrumentos terrestres.

Telescopios E-ELT (arriba) y JWST (abajo) (ESO/NASA).

¿Y qué es lo que queremos buscar? La clave son las bandas espectrales de determinados compuestos químicos. En concreto, lo primero que debemos mirar es la presencia de agua y dióxido de carbono, considerados marcadores de habitabilidad. Un planeta que tenga estos compuestos puede no ser habitable, por supuesto, pero una condición necesaria para la habitabilidad es que los posea. No obstante, el verdadero tesoro son los denominados biomarcadores, principalmente metano, óxido de nitrógeno y ozono. El ozono delata la presencia de oxígeno en la atmósfera, mientras que el óxido de nitrógeno se genera en la Tierra exclusivamente mediante la actividad bacteriana. Por su parte, el metano suele estar ligado a procesos volcánicos, pero también tiene una conexión biológica obvia. En todo caso, el metano y el dióxido de carbono son también fuertes gases de invernadero, por lo que pueden aumentar la habitabilidad de un planeta localizado en la parte exterior de su zona habitable.

Espectros de distintas exotierras alrededor de varios tipos de estrellas (P. Hedelt et al.).

La existencia de todos estos compuestos podrían indicar nada más y nada menos la presencia de vida en una exotierra. Para detectarlos necesitamos que el planeta transite delante de su estrella visto desde la Tierra. Cuando la exotierra pasa por delante de la misma tenemos lo que se denomina eclipse primario, mientras que cuando pasa por detrás estamos ante un eclipse secundario. Durante el eclipse primario podemos obtener un espectro de transmisión con las líneas espectrales de los compuestos arriba mencionados si tenemos un telescopio lo suficientemente grande, mientras que durante el eclipse secundario se pueden detectar tanto espectros de reflexión como de emisión, además de medir la contribución térmica del planeta si observamos en infrarrojo.

Eclipses primario y secundario (NASA).

Perfil de la temperatura atmosférica de varias exotierras dependiendo del tipo de estrella (P. Hedelt et al.).

De acuerdo, entonces, ¿podemos detectar estas líneas espectrales con el E-ELT y el JWST? Hasta ahora no estaba muy claro, pero en un reciente estudio un equipo de astrónomos liderado por Pascal Hedelt ha demostrado que sí, aunque con algunos matices. Si tenemos una exotierra situada a menos de 33 años luz alrededor de una estrella de tipo solar (tipos F, G y K), el E-ELT podrá detectar bandas de absorción de dióxido de carbono, agua y ozono en el espectro de emisión del planeta durante los eclipses primarios. Sin embargo, las bandas del dióxido de carbono y el agua estarían demasiado próximas (2,7 micras) y para separarlas se requeriría una relación señal-ruido superior a 7, lo que en el caso del E-ELT se conseguiría con al menos diez tránsitos. Este es un requisito bastante restrictivo, porque para una exotierra situada en una estrella de tipo solar diez tránsitos significan diez años. Por suerte, podemos usar el telescopio James Webb, que desde el espacio podrá detectar la línea de dióxido de carbono de 4,3 micras, algo que no se puede hacer con los instrumentos situados en tierra por culpa de la absorción atmosférica. Por lo tanto, el JWST podrá ser usado para discriminar las observaciones del E-ELT y confirmar la presencia de dióxido de carbono.

Diferencias en las profundidades del tránsito para una observación integrada de cinco tránsitos en el E-ELT y el JWST (P- Hedelt et al.).

Sin embargo, lo más interesante es que el E-ELT será capaz de observar la línea del ozono en 4,8 micras en condiciones favorables. Aunque es posible que el ozono se forme mediante procesos abióticos, su presencia en una exotierra sería todo un bombazo. Desgraciadamente, el metano sólo se podría observar en exotierras situadas muy en el exterior de su zona habitable, lo que implica un mayor tiempo de espera entre tránsito y tránsito. Una solución pasa por observar exotierras situadas alrededor de enanas rojas, con un año de tan sólo un mes. En este caso el tiempo de observación durante cada tránsito disminuye desde las 13 horas hasta solamente tres horas, pero a cambio tenemos muchos tránsitos a lo largo de un año.

Lo único malo es que este estudio ha sido realizado suponiendo que la exotierra no tiene una capa nubosa apreciable. La presencia de nubes disminuye la emisión en el infrarrojo del ozono, el agua y el dióxido de carbono, haciendo más difícil su detección, además de complicar la determinación de la temperatura superficial.

Pero lo realmente importante es que dentro de pocos años vamos a ser capaces de analizar la atmósfera de mundos similares al nuestro situados a decenas de años luz. Y, con mucha suerte, detectar la presencia de compuestos asociados con la vida. ¿Acaso no es emocionante?

Referencias:

• Spectral features of Earth-like planets and their detectability at different orbital distances around F, G, and K-type stars, P. Hedelt et al. (ArXiv, 25 de febrero de 2013).

Lanzamiento PSLV-C20 (SARAL)

La agencia espacial de India (ISRO) lanzó el lunes 25 de febrero de 2013 a las 12:31 UTC un cohete PSLV-CA (misión C20) con el satélite SARAL y otros seis satélites (Sapphire, NEOSSAT, BRITE, UniBRITE, STRaND-1 y AAUSAT-3). El lanzamiento se produjo desde la rampa FLP (First Launch Pad) del Centro Espacial Satish Dhawan (SHAR), situado en la isla de Shriarikota.

Lanzamiento del PSLV-C20 (ISRO).

SARAL

SARAL (Satellite with ARgos and ALtika) es un satélite desarrollado conjuntamente entre India y Francia usando la plataforma IMS-2 (Small Satellite Bus) de la ISRO. Es un satélite de observación de la Tierra de 407,4 kg que estudiará los océanos desde una órbita polar de 800 km de altura. Incorpora el altímetro francés AltiKa en la banda Ka (35 GHz) para medir la topografía de la superficie oceánica, considerado el instrumento sucesor del RA-2 del desparecido satélite ENVISAT de la ESA. También lleva la carga útil ARGOS-3 para recoger datos medioambientales, un instrumento que también se encuentra en otros satélites como los MetOp. El LRA (Laser Retro-reflector Array) es un retrorreflector láser del CNES para calibración de otros instrumentos. El último instrumento es DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositionning Integrated by Satellite), para la determinación precisa de la órbita. SARAL tiene unas dimensiones de 0,98 x 0,98 x 2,6 metros, con dos paneles solares de 1,2 x 1,4 metros cada uno. La vida útil se estima en tres años para AltiKa y cinco años para ARGOS.

SARAL (ISRO).

Sapphire

Sapphire es un satélite canadiense de 148 kg que formará parte del sistema de vigilancia espacial de Canadá (CSSS), que a su vez forma parte de la US Space Surveillance Network. Incorpora un sensor electroóptico para detectar objetos artificiales situados en órbitas con una altura comprendida entre 6.000 y 40.000 kilómetros. El sensor consiste en un telescopio de 15 cm de diámetro con un campo de visión de 1,4º. Ha sido construido por la empresa canadiense MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. (MDA) usando el bus SSTL-150 de la compañía británica SSTL.

Sapphire (SSTL).

NEOSSAT

NEOSSAT (Near-Earth Object Surveillance Satellite) es un satélite canadiense para la detección de asteroides cercanos a la Tierra (NEOs) construido por Microsat Systems Canada Inc. para la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Tiene una masa de 74 kg e incorpora un telescopio de 15 cm con un campo de visión de 0,85º capaz de detectar un asteroide con tan sólo 50 fotones de luz en una imagen con una exposición de cien segundos. NEOSSAT tiene unas dimensiones de 1 x 0,8 x 0,4 metros y es la continuación de la misión MOST (Microvariability and Oscillation of STars). A pesar de su pequeño tamaño, es el primer observatorio espacial dedicado exclusivamente a la búsqueda de NEOs.

NEOSSAT (CSA).

BRITE y UniBRITE

BRITE (CanX-3B o TUGSat-1) y UniBRITE (CanX-3A) son dos nanosatélites similares de 14 kg y 20 cm de arista construidos para el programa canadiense CanX (Canadian Advanced Nanospace eXperiments) de la Universidad de Toronto, también conocido como BRITE (BRIght-star Target Explorer). Su objetivo es observar el cielo para buscar estrellas variables. BRITE y UniBRITE han sido desarrollado en colaboración con la Universidad de Graz, Austria, de ahí que el BRITE también se llame TUGSat-1 (Technische Universität Graz Satellit). Ambos satélites incorporan un telescopio de 20 cm de diámetro, pero BRITE lleva un filtro azul.

BRITE y UniBRITE (ISRO).

STRaND-1

STRaND-1 (Surrey Training Research and Nanosatellite Demonstrator 1) es un cubesat (3U) británico de 6,5 kg construido por la empresa SSTL (Surrey Satellite Technology Ltd.) que incorpora un smartphone con Android para estudiar el uso de estos dispositivos como sistemas de control de satélites de bajo coste.

STRaND-1 (ISRO).

AAUSAT-3

AAUSAT-3 (Aalborg University Cubesat) es un pequeño cubesat danés de 3 kg construido por la Universidad de Aalborg. Su objetivo es demostrar diversos sistemas desarrollados por los estudiantes de la universidad, especialmente la obtención de imágenes de la Tierra.

Configuración de lanzamiento del PSLV (ISRO).

Fases del lanzamiento (ISRO).

Separación de la carga útil (ISRO).

Disposición de los satélites en el lanzamiento (ISRO).

Montaje de la primera etapa (ISRO).

Segunda etapa (ISRO).

Tercera y cuarta etapa (ISRO).

Colocación de los satélites (ISRO).

Inserción en la cofia (ISRO).

Traslado a la rampa (ISRO).

Lanzamiento (ISRO).

Limpiando el espacio: remolcadores contra la chatarra espacial

La chatarra espacial es un problema, especialmente en órbita baja. Según la Space Surveillance Network de los Estados Unidos, en abril de 2012 había unos 16.000 satélites, etapas de cohetes y fragmentos en órbitas cercanas a al Tierra, de los cuales unos 6050 son soviéticos o rusos y 4800 son norteamericanos y 3600 son de origen chino (el elevado número de fragmentos chinos se debe a la prueba antisatélite -ASAT- de 2007). ¿Cómo luchar contra este problema? Las soluciones pasan por controlar los fragmentos que se desprenden de los lanzadores, deorbitar los satélites y etapas superiores fuera de servicio, además de evitar siempre que sea posible colisiones entre satélites a varios kilómetros por segundo. Pero esto es insuficiente, al menos a largo plazo. Lo ideal sería retirar los satélites fuera de servicio o repararlos en caso de que sea posible usando un remolcador orbital. El concepto de utilizar un remolcador para eliminar chatarra espacial o reparar satélites no es nueva y surge cada cierto tiempo, pero actualmente existen varios proyectos que están a punto de ver la luz.

El remolcador ruso Flagman MKTM podría deorbitar satélites, inspeccioanrlos visualmente, trasvasar combustible o repararlos (NPO Lávochkin).

El principal problema es la chatarra espacial situada en órbitas por encima de los 800 kilómetros. Por debajo de 600 kilómetros cualquier objeto reentra en la atmósfera terrestre en el plazo de unos pocos años gracias al rozamiento atmosférico, pero por encima de 800 kilómetros el proceso requiere décadas o siglos. También hay problemas de congestión en la órbita geoestacionaria (GEO), a 36.000 kilómetros de la Tierra, donde se acumulan los satélites de comunicaciones, meteorológicos y militares.

Una solución es el proyecto alemán DEOS (Deutsche Orbitale Servicing Mission), que consiste en un satélite pequeño capaz de capturar, reparar y recargar de combustible otros satélites fuera de servicio. DEOS incorporaría un brazo robot para agarrarse y, o bien reparar el satélite objetivo (denominado "cliente") si fuera necesario, o bien deorbitarlo. El programa planea lanzar un satélite activo y otro pasivo que simularía ser un vehículo fuera de servicio para demostrar las tecnologías asociadas. DEOS está siendo desarrollado por la agencia espacial alemana (DLR) y la empresa Astrium. Se espera que un prototipo formado por un satélite activo y uno pasivo pueda despegar en 2018.

Proyecto de remolcador alemán DEOS para reparar y deorbitar satélites (DLR/Astrium).

Maniobras de DEOS para acoplarse con el satélite cliente (DLR/Astrium).

Símbolo de DEOS (DLR).

Por su parte, Francia está desarrollando el programa X-OTV, un demostrador tecnológico de pequeño tamaño para crear las tecnologías asociadas con la captura y deorbitado de satélites fuera de servicio. Si la misión X-OTV sale adelante, el CNES francés planea lanzar el Y-OTV, una misión plenamente funcional que podría retirar algún satélite europeo fuera de servicio como el Envisat o alguna etapa superior del cohete Ariane. El OTV operativo estaría basado en la nave de carga ATV de la ISS y tendría una masa de 17 toneladas y unas dimensiones de 4,5x 6 metros. Poseería un brazo robot en un extremo y sería capaz de sacar fuera de la órbita múltiples objetivos, para lo cual llevaría una gran cantidad de combustible.

Remolcador orbital francés X-OTV (CNES).

Otro proyecto interesante es la nave SIS (Space Infrastructure Servicing), desarrollada por la empresa canadiense MacDonald Dettwiler. SIS pretende recargar de combustible los satélites de comunicaciones en GEO para poder alargar su vida útil. No se trata de un programa para retirar la basura espacial propiamente dicho, pero si podemos prolongar el funcionamiento de los satélites de comunicaciones en GEO obviamente se necesitarán menos lanzamientos en el futuro.

Proyecto canadiense SIS (MDA).

Pero quizás la propuesta más exótica y rocambolesca sea el programa Phoenix de la agencia militar estadounidense DARPA. Esta curiosa iniciativa de reciclaje espacial pasa por usar los elementos de antiguos satélites situados en GEO de una forma muy ingeniosa. Una flota de pequeños satélites o satlets podría acoplarse a antiguos satélites no operativos para aprovechar sus antenas y otros sistemas con el fin de crear un nuevo aparato totalmente operativo con fines civiles o militares. DARPA pretende realizar una primera misión de prueba en 2015. Como otros proyectos de DARPA, se trata de un concepto que bordea la ciencia ficción, pero obviamente es sumamente interesante. Por supuesto, este programa tiene una aplicación un tanto más oscura y es que podría ser usado para inspeccionar y/o inhabilitar satélites enemigos, algo así como un proyecto Prowler 2.0.

Phoenix pretende reciclar las antenas y otros sistemas de satélites en GEO para crear nuevos vehículos (DARPA).

Vídeo del programa Phoenix de DARPA:

Como vemos, todas las propuestas anteriores o bien son muy exóticas o están en una fase de desarrollo demasiado temprana. Posiblemente el concepto más realista y maduro de remolcador orbital sea el propuesto por la empresa rusa NPO Lávochkin. Esta empresa sugiere usar la plataforma multiuso Flagman o MKTM (Многоцелевой Космоческий Транспортный Модуль) como sistema para reducir la chatarra espacial. Flagman es básicamente una plataforma Navigator -probada con éxito en satélites como el Elektro-L o el Spektr-R- unida a una etapa superior Fregat. Flagman debutó el año pasado de forma poco brillante en la misión Fobos-Grunt, pero Lávochkin considera que los problemas de esta plataforma ya han sido superados (aunque todavía no se han identificado las causas de la pérdida de esta sonda al 100%). El remolcador orbital Flagman viene en tres variantes: Flagman a secas, (para órbitas altas), Flagman-M (para la órbita baja y sin etapa Fregat) y Flagman-SB (con una etapa Fregat-SB dotada de tanques de combustible adicionales para la órbita geoestacionaria).

Diversas configuraciones de la plataforma Flagman MKTM (NPO Lávochkin).

Detalle de la plataforma Flagman (NPO Lávochkin).

Esquema de aproximación, acoplamiento y deorbitado de un satélite en GEO usando el remolcador MKTM (NPO Lávochkin).

Usando una de estas tres configuraciones, MKTM Flagman podría acoplarse con satélites en órbitas bajas, medias y en GEO para realizar una inspección visual, deorbitarlos y/o repararlos. Para ello es necesario dotar a la plataforma con un sistema de navegación óptico y un brazo robot para acoplarse con el satélite objetivo. Lávochkin ya propuso hace varios años el remolcador iónico Dvina para transportar satélites desde LEO hasta GEO, pero MKTM se trata de un proyecto mucho más maduro y viable al usar tecnologías ya existentes. Otra cosa es que sea rentable, porque la cuestión clave en todos estos proyectos es quién debe pagar los servicios de limpieza espacial.

Referencias:

• NPO Lávochkin.
• http://ssco.gsfc.nasa.gov/workshop_2012/Landzettel_DEOS_final_presentation_2012_workshop.pdf
• http://robotics.estec.esa.int/i-SAIRAS/isairas2010/PAPERS/047-2827-p.pdf
• http://www.astrium.eads.net/en/press_centre/-kx9.html
• http://www.darpa.mil/our_work/tto/programs/phoenix.aspx