Los temores de un cielo abarrotado se están haciendo realidad con el enorme crecimiento de La cantidad de satélites. Crédito de la imagen: SpaceX / Unsplash
Las concentraciones de óxidos de aluminio que dañan la capa de ozono en la atmósfera podrían incrementarse en un 650% en los próximos 30 años por culpa de la gran cantidad de satélites orbitando la tierra.
Un estudio pionero predice que, el aumento del número de satélites fuera de servicio que se queman durante su reingreso aumentan las cantidades de óxidos de aluminio que perjudican la capa de ozono en la atmósfera terrestre. Este aumento seria de un 650% en las décadas venideras.
Debido a que las empresas privadas todavía tienen interés en las megaconstelaciones de satélites, esto podría ser una mala noticia para la capa de ozono, que protege nuestro planeta.
Según los autores del informe, el aumento de las concentraciones de contaminantes provenientes de los satélites podría resultar en un agotamiento «potencialmente significativo» de la capa de ozono, lo que dificultaría su recuperación lenta y constante.
Debido al uso de gases ricos en cloro y flúor de aerosoles y refrigerantes en la década de 1980, se abrió un agujero en la capa de ozono que requería una recuperación significativa. Sin embargo, las políticas del Protocolo de Montreal (que prohibió estas sustancias en 1987) está ayudando a reparar el agujero.
Pero, si el reciente análisis del equipo es preciso, el proceso de recuperación podría encontrarse pronto con un desafío significativo debido a las megaconstelaciones (una amenaza creada por humanos). En síntesis, las megaconstelaciones son grupos de cientos, incluso miles, de satélites independientes que cooperan entre sí.
Los científicos han comenzado a expresar su preocupación por el aumento del número de satélites que se queman en la atmósfera terrestre en los últimos años. Los cuerpos de las naves espaciales están fabricados con aluminio, que al incinerarse produce óxidos de aluminio que dañan la capa de ozono. El estudio más reciente, llevado a cabo por investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) en Los Ángeles, es el primero en simular la producción de estos contaminantes en la atmósfera y calcular su fluctuación de concentración utilizando proyecciones de proliferación de satélites.
Joseph Wang, profesor de Astronáutica e Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de la USC y académico de Harvard University, dijo: «En este trabajo se utiliza la simulación de dinámica molecular a escala atómica para medir la cantidad de óxido de aluminio generado en la reentrada de un satélite modelo y, a continuación, se utiliza el número de reentradas de satélites previstas de megaconstelaciones de satélites para predecir la cantidad de óxido de aluminio que se generará en el futuro».
Los científicos descubrieron que en 2022 se incinerarían 332 toneladas de antiguos satélites en la atmósfera, produciendo 17 toneladas de partículas de óxido de aluminio. Las concentraciones de estos óxidos en la atmósfera se multiplicaron por ocho entre 2016 y 2022, y a medida que más satélites son lanzados y reingresan en la atmósfera, seguirá aumentando.
De acuerdo con la Agencia Espacial Europea, en la actualidad hay alrededor de 12.540 satélites en órbita sobre la Tierra, de los cuales unos 9.800 están operativos. Debido a los planes de empresas privadas de construir megaconstelaciones de decenas de miles de satélites en órbita terrestre baja que transmitan Internet, esa cifra podría multiplicarse por diez a finales de esta década. Por ejemplo, hay más de 6.000 naves espaciales en la megaconstelación Starlink de SpaceX, y la empresa tiene la intención de desplegar hasta 40.000 satélites en total. Las empresas como OneWeb, Amazon y los proyectos chinos G60 y Guowang están creando sus propias megaconstelaciones.
En caso de que estos planes se lleven a cabo con éxito, se estima que en la década de 2030 se podrían quemar en la atmósfera hasta 3.200 toneladas métricas de cuerpos de satélites al año. Los investigadores prevén que, como resultado, se podrían liberar alrededor de 630 toneladas métricas de óxidos de aluminio a la atmósfera cada año, lo que representaría un aumento de las concentraciones de esas partículas en comparación con los niveles naturales de hasta el 650%.
Wang explicó que las partículas de óxido de aluminio se concentran primero a una altitud de aproximadamente 85 kilómetros (50 millas), donde se vaporiza la mayor parte del material del satélite. Luego de 30 años, las partículas alcanzan las altitudes donde se encuentra la capa de ozono. Solo en ese momento, los óxidos comenzarían a realizar su función devastadora. Los investigadores no hicieron un análisis detallado de cómo será afectado el escudo protector de ozono. No obstante, destacaron la posibilidad de que los efectos sean «importantes».
La estratosfera, a altitudes de 15 a 30 km, contiene la mayor parte del ozono protector del planeta. El ozono protege a los organismos vivos de la superficie del planeta de la radiación ultravioleta (UV), que absorbe.
Los investigadores explican que a diferencia de las sustancias tradicionales que reducen la capa de ozono, las partículas de óxido de aluminio provocan procesos de destrucción del ozono sin consumirse en las reacciones. Como resultado, las concentraciones de estas sustancias permanecen estables, lo que permite a los óxidos continuar su función dañina hasta que caen naturalmente a altitudes inferiores por debajo de la capa de ozono. Sin embargo, Wang dijo que eso también puede tardar hasta 30 años.
Aunque todos los años ingresan en la atmósfera terrestre mucho más material procedente de meteoritos que de satélites artificiales, esta roca espacial natural no contiene aluminio y, por tanto, no supone ningún riesgo para la capa de ozono. Los científicos señalaron que son necesarios más estudios para comprender plenamente los riesgos que las megaconstelaciones entrañan para nuestro planeta.
El investigador principal del estudio y autor principal, José Pedro Ferreira, dijo: «La química y la física de estos subproductos de la reentrada a medida que se enfrían y se asientan en la atmósfera, incluidas las reacciones químicas con el ozono, no son objeto de este estudio y no son completamente comprendidas por la comunidad». Por lo tanto, es prematuro llegar a una conclusión sobre los efectos ambientales. Estos problemas desconocidos deberían motivar a nuestro grupo en la USC a invertir más recursos en esta línea de investigación.
REFERENCIAS
Space debris by the numbers. ESA: https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers
What is the current state of the ozone layer? European Environment Agency. EEA: https://www.eea.europa.eu/themes/climate/ozone-depleting-substances-and-climate-change-1/protecting-the-ozone-layer-while
Potential Ozone Depletion From Satellite Demise During Atmospheric Reentry in the Era of Mega-Constellations. José P. Ferreira, Ziyu Huang, Ken-ichi Nomura, Joseph Wang. AGU PUBLICATIONS: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL109280
