La nave espacial Solar Orbiter de la ESA sobrevuela la Tierra en busca de asistencia gravitacional, y es uno de los sobrevuelos planetarios más riesgosos de la historia
Impresión artística de Solar Orbiter volando sobre la Tierra. Crédito: ESA / ATG medialab
La probabilidad de que la nave espacial Solar Orbiter de la ESA encuentre desechos espaciales en su próximo vuelo sobre la Tierra es muy, muy baja. Sin embargo, el riesgo no es cero y es mayor que cualquier otro sobrevuelo realizado por la ESA. El hecho de que exista este riesgo resalta el desorden que hemos hecho con el espacio y por qué tenemos que tomar medidas para limpiar lo que ensuciamos.
El 27 de noviembre, después de un año y ocho meses de volar a través del sistema solar interior, Solar Orbiter pasará por la casa para «depositar» algo de energía extra. Esto alineará la nave espacial para sus próximos seis sobrevuelos de Venus. Estas finales ayuda con la gravedad refinará e inclinará la órbita de Solar Orbiter, permitiendo que la sonda protegida contra el calor capture las primeras imágenes directas de los polos de nuestra estrella, y mucho más.
Durante el próximo sobrevuelo, se espera que Solar Orbiter pase a solo 460 km de la superficie de la Tierra en su aproximación más cercana, a unos 30 km por encima de la trayectoria de la Estación Espacial Internacional. Cruzará el anillo geoestacionario dos veces a 36.000 kilómetros de la superficie de la Tierra e incluso a través de una órbita terrestre baja, por debajo de los 2.000 kilómetros, dos regiones llenas de desechos espaciales. Crédito: ESA
¿Qué riesgo? Todo es relativo
Antes de preocuparnos demasiado, comencemos señalando que el riesgo de que Solar Orbiter sea golpeado por escombros es muy, muy, muy grande. muy pequeño. Las misiones de observación de la Tierra pasan toda su vida en órbita terrestre baja, la región del espacio más llena de escombros, y aunque realizan «maniobras para evitar colisiones» unas pocas veces al año, Solar Orbiter solo pasará unos minutos aquí mientras se dirige hacia el aproximación más cercana y luego regresa a Venus.
El astronauta de la ESA Tim Peake tomó esta foto desde el interior de la cúpula de la Estación Espacial Internacional, que muestra un chip circular de 7 mm de diámetro tallado por el impacto de una pequeña pieza de escombros espaciales, que puede ser una escama de pintura o un pequeño fragmento de metal. no más de unas milésimas de milímetro de diámetro. El fondo solo muestra la negrura como la tinta del espacio. Crédito: ESA / NASA
Por bajo que sea el riesgo, colisiones con escombros en altitudes bajas hacer llegar. En 2016, un panel solar de la sonda espacial Sentinel-1A de la ESA fue golpeado por una partícula que se cree que tiene menos de cinco milímetros de tamaño. A pesar de su tamaño, su alta velocidad relativa significaba que aún dañaba un área de 40 cm de diámetro, lo que resultaba en una ligera reducción de la potencia a bordo y ligeros cambios en la orientación y órbita del satélite. Cientos de millones de partículas de escombros de este tamaño se encuentran actualmente en órbita.
Hubble, el Nasa/ ESA Space Telescope, pasó 31 años en órbita terrestre a una altitud de aproximadamente 547 kilómetros. Durante este tiempo, vio el cielo llenarse de satélites y escombros y sintió el impacto, porque sus propios paneles solares fueron bombardeados y degradados por pequeñas partículas de escombros.
En abril de 2020, BepiColombo sobrevoló la Tierra con una aproximación de 12.500 kilómetros. La oficina de desechos espaciales de la ESA también realizó un análisis de riesgo de colisión para este sobrevuelo cuando la nave espacial atravesaba la órbita geoestacionaria, aunque volaba muy por encima de la órbita terrestre baja llena de desechos. Crédito: ESA / BepiColombo / MTM, CC BY-SA 3.0 OIG
Aunque el riesgo para Solar Orbiter durante su próximo vuelo sobre la Tierra es bajo, sigue siendo «distinto de cero». No se enfrentó a este riesgo cuando fue volcado por Venus, y la oficina de desechos espaciales de la ESA no tuvo que realizar un análisis de riesgo de colisión ya que BepiColombo fue recientemente comprimido por Mercury., O cuando Cassini–Huygens pasó volando Júpiter.
Por ejemplo, cuando Cassini / Huygens sobrevolaron la Tierra en 1999, mientras que Rosetta regresó tres veces en 2005, 2007 y 2009 y Juno pasó en 2013, había menos satélites, menos escombros y ninguna «mega constelación». en orbita. Volar sobre la Tierra hoy, aunque todavía seguro, es más riesgoso que antes.
Evitación de colisiones interplanetarias
La oficina de desechos espaciales de la ESA comenzó recientemente a evaluar el riesgo en función de la trayectoria de Solar Orbiter y la posición esperada de los objetos catalogados en órbita alrededor de la Tierra, lo que proporciona una probabilidad de colisión para cualquier aproximación cercana específica.
En estos casos, la incertidumbre comienza a ser alta pero disminuye a medida que cambian las órbitas de los objetos. A medida que se acerca el momento del acercamiento, nuestros datos de observación mejoran, lo que reduce las incertidumbres sobre la ubicación de los objetos involucrados. Como es casi siempre el caso, cuanto más sabemos sobre la posición de dos objetos, más seguros tenemos de que se cruzarán de forma segura.
El espacio puede parecer una vasta extensión vacía, pero los satélites en órbita terrestre se enfrentan al riesgo constante de colisión, con otros satélites, vivos o muertos, o con fragmentos de escombros. Ahora es común que los operadores de naves espaciales en carreteras con mucho tráfico desvíen su misión fuera del peligro. De hecho, en la ESA, cada misión llevada a cabo realiza una media de dos “maniobras para evitar colisiones” al año. Estas maniobras son caras. Se pasan horas en tierra inspeccionando los cielos, calculando riesgos y planificando maniobras, sin mencionar el combustible extra gastado y la ciencia y los datos faltantes recopilados cuando se apagan los instrumentos. Crédito: ESA / UNOOSA
A veces, sin embargo, a medida que pasa el tiempo y se avecina una aproximación cercana, aumenta el riesgo de colisión. Para cada una de las misiones Sentinel en órbita terrestre, se realiza una maniobra para evitar colisiones aproximadamente una vez cada cinco a seis meses cuando la «distancia perdida» a otro objeto se considera demasiado arriesgada.
Para Solar Orbiter, en el improbable caso de que se necesite una maniobra para evitar un impacto potencial, la decisión se tomaría el jueves 25 de noviembre, dos días antes del acercamiento. Se llevaría a cabo el viernes 26 de noviembre, aproximadamente seis horas antes del acercamiento.
¿Todo está claro?
Una vez que Solar Orbiter sale de la órbita terrestre baja y pasa sobre la órbita geoestacionaria, sale del área de riesgo. Debería estar aproximadamente una hora después de su distancia mínima de la Tierra.
A medida que la misión se aleja, volando con un poco menos de energía de la que vino, ella y sus equipos de misión nunca más tendrán que considerar los desechos espaciales. Para las misiones aún en órbita y para las que aún no se han lanzado, la situación en el espacio es cada vez más preocupante.
Después de décadas de lanzamientos, sin pensar demasiado en qué hacer con los satélites al final de su vida útil, nuestro entorno espacial está plagado de desechos espaciales. A medida que el Solar Orbiter pasa a gran velocidad, pasando momentáneamente sobre las carreteras orbitales de la Tierra, es un recordatorio importante de que el problema de los desechos espaciales es exclusivo de la Tierra, de nuestra propia fabricación y de que debemos limpiarlo.
Mire el video de arriba para descubrir cómo está trabajando la ESA para evitar que se creen nuevos escombros y limpiar lo que ya está allí.
