Las «megaconstelaciones» de satélites podrían poner en peligro la recuperación del agujero de ozono

Cuando los satélites que proporcionan Internet (que ahora se lanzan por miles) llegan al final de su vida, los subproductos de su ardiente reingreso a la atmósfera de la Tierra catalizan reacciones químicas que destruyen el ozono estratosférico.

Entonces, mientras compañías como SpaceX están lanzando miles de pequeños satélites a la órbita terrestre baja (LEO) en la carrera por brindar cobertura global de Internet, esto está creando un nuevo problema. Un nuevo estudio publicado en la revista AGU Cartas de investigación geofísica sugiere que en su intento de conectar el mundo, estos satélites también pueden causar estragos en la capa de ozono de la Tierra.

El asunto que nos ocupa

Cuando los satélites llegan al final de su vida operativa, normalmente vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra y se queman. Este proceso genera óxidos de aluminio, pequeñas partículas que pueden catalizar (ayudar) reacciones químicas. Y ayudan a reducir la capa de ozono, esa importante barrera que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta (UV).

Si sólo tienes unos pocos satélites, esto no es realmente un problema. Pero ahora, con cada vez más satélites en LEO, podríamos tener un duro despertar. Unas pocas empresas serán responsables de unos 55.000 satélites, lo que podría ser suficiente para causar problemas a la capa de ozono.

De los 8.100 objetos que se encuentran actualmente en LEO, 6.000 son satélites Starlink lanzados en los últimos años. La demanda de cobertura global de Internet está impulsando un rápido despliegue de pequeños grupos de satélites de comunicaciones. SpaceX está a la vanguardia de esta empresa, con permiso para lanzar otros 12.000 satélites Starlink. Y hay planes para hasta 42.000. Mientras tanto, se espera que empresas como Amazon lancen otros 3.000 a 13.000 satélites, y que las empresas chinas lancen varias decenas de miles.

El estudio de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles es el primero en estimar de manera realista el alcance de esta contaminación a largo plazo en la atmósfera superior. La investigación encuentra que los óxidos de aluminio provenientes de los satélites que reingresan ya se han multiplicado por ocho entre 2016 y 2022.

Impacto medioambiental

Los investigadores modelaron las reacciones químicas de los materiales del satélite durante la reentrada a nivel molecular y atómico. Descubrieron que un satélite típico de 250 kilogramos puede producir alrededor de 30 kilogramos de nanopartículas de óxido de aluminio. Los investigadores han calculado que, cuando las constelaciones de satélites actualmente previstas estén listas, cada año caerán sobre la Tierra 912 toneladas métricas de aluminio.

Solo en 2022, los satélites que reingresaron liberaron a la atmósfera 17 toneladas métricas de nanopartículas de óxido de aluminio. Con el pleno despliegue de las constelaciones de satélites planificadas, esta cantidad podría aumentar a 360 toneladas métricas por año, un asombroso aumento del 646% con respecto a los niveles atmosféricos naturales.

Los óxidos de aluminio no reaccionan directamente con el ozono, sino que catalizan reacciones destructivas entre el ozono y el cloro. Esto conduce a un agotamiento significativo de la capa de ozono porque los óxidos de aluminio pueden continuar estas reacciones durante décadas a medida que ascienden en la estratosfera.

«Sólo en los últimos años la gente empezó a pensar que esto podría convertirse en un problema», afirma Joseph Wang, investigador en astronáutica de la Universidad del Sur de California y autor del estudio correspondiente. «Fuimos uno de los primeros equipos en analizar cuáles podrían ser las implicaciones de estos hechos».

Los hallazgos del estudio sugieren que los óxidos de aluminio producidos por la reentrada de satélites pueden retrasar la recuperación de la capa de ozono, que ha ido mejorando desde la regulación de las sustancias que agotan la capa de ozono en virtud del Protocolo de Montreal de 1987. El agujero de ozono sobre la Antártida, que se espera que se recupere por completo en unos 50 años, puede enfrentar nuevos desafíos debido a la contaminación por el reingreso de satélites.

Si bien estudios anteriores se habían centrado principalmente en los contaminantes de la fase de lanzamiento, esta investigación arroja luz sobre los impactos ambientales del final de la vida útil de los satélites. Destaca la necesidad de que la industria espacial considere el ciclo de vida completo de los satélites, incluida su eliminación.

Alternativa sostenible: el satélite de madera

En un esfuerzo por abordar la creciente preocupación por la contaminación satelital, Japón ha encontrado una solución innovadora. La Universidad de Kioto y Sumitomo Forestry han desarrollado el primer satélite de madera del mundo, que será lanzado en un cohete SpaceX desde el Centro Espacial Kennedy en septiembre. Este satélite, denominado LignoSat, representa un paso importante hacia la tecnología espacial sostenible.

La madera puede parecer poco convencional para la tecnología espacial, pero tiene varias ventajas. A diferencia del metal, la madera no deja residuos nocivos cuando se quema al volver a entrar. En cambio, se incinera por completo, lo que reduce el riesgo de contaminación terrestre y escombros. Además, la madera es un recurso sostenible y puede soportar las duras condiciones del espacio sin pérdida de masa ni descomposición.

Otro beneficio importante de la madera es su transparencia a muchas longitudes de onda, lo que permite el alojamiento de antenas dentro del marco. Esto elimina la necesidad de antenas externas, simplifica el diseño del satélite y reduce el riesgo de fallos en el despliegue.

El proyecto LignoSat lleva cuatro años de desarrollo. Se probaron varios tipos de madera y finalmente se eligió la madera de magnolia por su resistencia y durabilidad. El satélite mide 10 cm (cuatro pulgadas) en todas las direcciones y se someterá a rigurosas pruebas en la Estación Espacial Internacional para garantizar que pueda soportar las variaciones extremas de temperatura del espacio.

Si tiene éxito, esto podría allanar el camino para diseños de satélites más sostenibles, abordando el creciente problema de los desechos espaciales y la contaminación por el reingreso de los satélites.