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(noticias nanowerk) Los operadores de satélites y naves espaciales finalmente podrán detectar pequeños fragmentos de escombros que orbitan alrededor de la Tierra utilizando un enfoque propuesto por investigadores de la Universidad de Michigan.
«Actualmente, detectamos desechos espaciales buscando objetos que reflejan luz o señales de radar», dijo Nilton Renno, investigador principal del equipo de la Universidad de Michigan y profesor de ciencias e ingeniería climática y espacial e ingeniería aeroespacial. «A medida que los objetos se hacen más pequeños, se vuelve más difícil obtener señales de luz solar o de radar lo suficientemente fuertes como para detectarlos desde el suelo».
Hoy en día, los objetos más grandes que una pelota de béisbol son las únicas piezas rastreables de esta “basura espacial”, que representa menos del 1% de los casi 170 millones de piezas de basura que quedan de lanzamientos de cohetes, paseos espaciales y satélites desmantelados. El nuevo método puede detectar residuos con un diámetro de menos de un milímetro, similar al grosor de la mina de un lápiz.
Renno presentará los resultados (“La emisión de radiación electromagnética no térmica por desechos espaciales en colisión”) en la Segunda Conferencia Internacional sobre Desechos Orbitales el 5 de diciembre, junto con Yun Zhang, investigador postdoctoral en ciencia e ingeniería climática y espacial. Los resultados se encuentran entre los primeros en surgir de un proyecto colaborativo más amplio financiado por el Programa de Identificación y Seguimiento de Desechos Espaciales de la Actividad de Proyectos de Investigación Avanzada de Inteligencia. El proyecto está dirigido por el contratista militar Blue Halo e incluye a la Universidad de Alaska Fairbanks.
La basura en el espacio es más que desagradable: es peligrosa. A una velocidad orbital típica de 22.000 millas por hora, un trozo de desechos espaciales del tamaño de una ciruela puede golpear otro objeto con la misma energía que un accidente automovilístico en la carretera, lo que podría desactivar un satélite. Incluso las piezas más pequeñas pueden dañar las naves espaciales. Por lo tanto, rastrearlos es fundamental para los satélites y naves espaciales que necesitan realizar maniobras evasivas.
La órbita de la Tierra es cada vez más confusa, lo que dificulta mucho más la protección de los satélites. Los pedazos de desechos espaciales a menudo chocan entre sí, rompiendo así pedazos más grandes en pedazos pequeños e indetectables. Algunos expertos temen que la cantidad de desechos espaciales pueda crecer exponencialmente si las piezas continúan chocando, causando eventualmente daños devastadores a la infraestructura de la que dependemos para GPS, datos móviles, monitoreo del clima y más.
Si bien las colisiones entre desechos espaciales podrían ser potencialmente catastróficas, podrían resultar la mejor manera de detectar pequeños trozos de desechos espaciales. Cuando pequeños trozos de desechos espaciales chocan, explotan en pequeños fragmentos, algunos de los cuales se vaporizan en un gas cargado debido al calor generado por el impacto.
«A medida que la nube de gas cargado y fragmentos de escombros se expande, produce ráfagas de energía similares a relámpagos, similares a las señales producidas por chispas estáticas creadas después de frotar una manta recién lavada», dijo Mojtaba Akhavan-Tafti, científico asistente en Climate Change. y el Departamento de Ciencias, Ciencia e Ingeniería Climática y Espacial y científico principal del proyecto.
Después de este estallido inicial de energía, los fragmentos de escombros sólidos cargados pueden generar pulsos de campo eléctrico siempre que estén lo suficientemente cerca unos de otros, lo que provoca más erupciones similares a relámpagos. Estas señales eléctricas solo duran una fracción de segundo, pero podrían ayudar a detectar trozos de desechos espaciales y nubes de fragmentos microscópicos que se forman cuando los desechos chocan.
Cuando dos piezas de aluminio chocan a velocidades orbitales típicas, emiten un pulso eléctrico lo suficientemente fuerte como para que un plato de 26 metros con un receptor de radio de alta calidad los detecte desde el suelo, según las últimas simulaciones por computadora del equipo. Los pulsos del campo eléctrico también deberían ser detectables con conjuntos de radio más sensibles, como la Red de Espacio Profundo de la NASA.
Todavía queda mucho por resolver. La frecuencia de las señales eléctricas puede variar según la velocidad de la colisión y la naturaleza de los escombros, lo que podría dificultar la detección. Para poder ver las señales eléctricas, deben ser más fuertes que las señales de fondo del instrumento terrestre y atravesar la atmósfera superior de la Tierra.
El equipo planea perfeccionar su enfoque con simulaciones por computadora adicionales, midiendo señales reales con la Red de Espacio Profundo de la NASA y analizando datos de experimentos de hipervelocidad en el Laboratorio de Investigación Naval y el Centro de Investigación Ames de la NASA. Utilizando los láseres de la instalación, el equipo puede lanzar diferentes tipos de escombros a objetivos a diferentes velocidades orbitales y medir las propiedades de las emisiones eléctricas producidas por el impacto. Si tales experimentos demuestran una manera de detectar una amplia gama de señales eléctricas producidas en colisiones con desechos espaciales, podrían determinar no sólo dónde se encuentran los desechos espaciales, sino también qué aspecto tienen y de qué están hechos.
«Queremos saber si un objeto es duro o blando porque eso afecta cómo orbita y qué tan dañino puede ser», dijo Akhavan-Tafti.
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