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Catedrático de RUDN University ha propuesto un método eficaz para "eliminar" la basura espacial

RUDN University

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IMAGE: A specialist in spacecraft movement control analyzed the process of placing vehicle stages, boosters, and other space debris into the so-called disposal orbit and suggested cleaning lower orbits up with... view more 

Credit: RUDN University

Un catedrático de RUDN University, especialista en el área de control de naves espaciales, analizó cómo las etapas de las lanzaderas espaciales, módulos de propulsión de naves y otros desechos espaciales grandes podrían ser llevados a la "órbita cementerio". Se concluyó que es más rentable despejar la órbita baja con la ayuda de un aparato espacial que incluye módulos desmontables con motores. Estos módulos se adhieren a los desechos espaciales. Es preferible despejar la órbita geoestacionaria con la ayuda de un remolcador espacial, el cual conduciría los objetos a la órbita cementerio. El estudio se llevó a cabo junto con un grupo de investigadores de la Universidad Técnica Estatal de Moscú N. E. Bauman. Los resultados se han publicado en Advances in Space Research.

Además de los satélites y la Estación Espacial Internacional, en varias órbitas alrededor de la Tierra se mueven miles de aparatos fuera de servicio, módulos de propulsión y otros desechos espaciales. Cuando estos chocan, se originan escombros. Por ejemplo, en 2018, debido a 8 colisiones en el espacio cercano a la Tierra, aparecieron más de 1000 fragmentos. Cuantos más desechos haya en el espacio, mayor será el riesgo de que causen daño a los satélites activos y dejen a las personas sin sistemas de comunicación por satélite y sistemas de vigilancia. Por consiguiente, Andrei Baranov, un catedrático de RUDN Universidad y sus colegas de la Universidad Técnica Estatal de Moscú N. E. Bauman: Dmitry Grishko y Georgy Shcheglov, estudiaron características de la basura espacial en diferentes órbitas y calcularon los esquemas de vuelo más económicos para estos objetos.

En la órbita baja, entre 600 km y 2000 km de la superficie de la Tierra, hay 160 etapas de lanzaderas espaciales, cada una de las cuales tiene una masa de 1.1 a 9 toneladas. Cerca de la órbita geoestacionaria, ubicada a 35 786 km, existen 87 módulos de propulsión que pesan entre 3.2 y 3.4 toneladas cada uno, los cuales son los más visibles y potencialmente peligrosos. El tamaño, la masa y los parámetros de estos objetos difieren notablemente entre sí, por esta razón es difícil desarrollar un solo tipo de aparato recolector para "eliminar la basura", es decir, dirigirla a la órbita cementerio, donde no representará un peligro para los satélites activos.

Para las órbitas terrestres, se propuso utilizar un recolector de basura con una longitud de 11.5 m, un diámetro de 3 m y una masa de 4 toneladas. Un aparato de este tipo puede llevar de 8 a 12 módulos con motores. Para desplazar las partes más ligeras de las lanzaderas espaciales, 50-70 kg de combustible dentro del módulo son suficientes, y para impulsar el bloque de 9 toneladas "Zenit-2" a la órbita cementerio se necesitarán alrededor de 350 kg de combustible. La masa total del aparato recolector es de 8 a 12 toneladas. Las lanzaderas espaciales modernas pueden lanzar fácilmente una carga de este tipo a órbitas de hasta 1000 km. Una vez que se hayan agotado todos los módulos desmontables del recolector, este se acoplaría a la última etapa de la lanzadera espacial para dirigirse hacia las capas superiores de la atmósfera, donde se quemarían.

Para eliminar la basura espacial en una órbita geoestacionaria, el equipo de investigadores sugirió utilizar un aparato con una masa de aproximadamente 2 toneladas, una altura de 3.4 m, una longitud y un ancho de 2.1 m. Los cálculos demostraron que, si este aparato es cargado con módulos desmontables, como en la variante para la órbita baja, se necesitarán de 3 a 4 veces más recolectores para eliminar la basura de la órbita geoestacionaria. Por tanto, es preferible usar el recolector como remolcador espacial. Según estimaciones preliminares, este podría funcionar alrededor de 15 años y durante este tiempo llevaría entre 40 y 45 objetos a la órbita cementerio.

"Diseñar un recolector de basura espacial para la órbita baja es más difícil que para una órbita geoestacionaria. En el mejor de los casos, este aparato podría recoger solo de 8 a 12 objetos de la órbita baja, mientras que cerca de la órbita geoestacionaria de 40 a 45. Así, despejar la órbita baja es mucho más difícil que una geoestacionaria. Es importante que esta conclusión sea considerada por aquellas empresas comerciales y agencias espaciales que planean crear una constelación de cientos y miles de satélites en el espacio cercano a la Tierra", dijo Andrei Baranov, Doctor en Ciencias Físico-Matemáticas, profesor del Departamento de Mecánica y Mecatrónica de RUDN University.

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