¿Cuál es la probabilidad de que la estación espacial china caiga sobre su cabeza?
Con una masa de 8500 kilogramos y un tamaño similar a un bus escolar, la estación Tiangong-1 se precipita a 25,000 kilómetros por hora sobre la Tierra. Un astrónomo colombiano experto en basura espacial explica el riesgo de que caiga en Colombia.
Juan Francisco Puerta Ibarra*
La estación espacial Tiangong-1 se acerca a su momento final en órbita. Su precipitación a Tierra es inminente y nadie sabe con exactitud donde podría caer. Pero antes de abordar el riesgo de que caiga sobre nuestras cabezas, echemos un poco para atrás en el tiempo.
En el año 2011 en el mes de septiembre la estación fue lanzada desde el desierto de Gobi, región de Mongolia interior (China) a bordo de un cohete Long March 2F. Con una masa de 8500 kilogramos y un tamaño similar a un bus escolar, el objetivo de la estación fue la de servir como laboratorio para la habitabilidad de astronautas y también para probar la capacidad de realizar maniobras de encuentro y acoplamiento de naves en órbita. La estación tuvo varias misiones importantes para el programa espacial chino, como lo fue el envío de las dos primeras mujeres astronautas chinas al espacio: Liu Yang y Wang Yaping.
Luego de dos años de operación la estación fue puesta en “hibernación” luego que la última misión tripulada abandonara la nave. La idea era que la nave en órbita entregara información acerca de la durabilidad de algunos componentes para luego ser conducida gradualmente a la reentrada en la atmósfera.
La última maniobra de ajuste de altura se realizó a finales del 2015 y en marzo del 2016, China notificó al Comité sobre el Uso Pacífico del Espacio Exterior de la ONU que perdió el control sobre la estación. A partir de este momento se ha venido monitoreando el estado de la órbita de la estación, planteando como fecha aproximada de reingreso los primeros días de abril 2018.
La reentrada
La fecha y lugar de reingreso de la estación son difíciles de predecir con exactitud por diversos factores. Se sabe que la zona de impacto estará ubicada entre las latitudes 43 grados Norte y 43 grados Sur, en cualquier longitud, lo que presenta un área bastante grande para analizar.
La velocidad con la que se mueve la nave es de un parámetro importante aproximadamente 25,000 km/h (unos 7 km/s), presentando un amplio rango. El tiempo que se demora la nave en dar una vuelta alrededor de la tierra (período) es de unos 90 minutos.
La condición de la atmósfera es otra variable importante para considerar en cualquier análisis pues debido al “clima espacial” ocasionado por diversos factores como cambios en la actividad solar, magnetósfera, ionósfera y en la generación de gases de efecto invernadero (CO2), su densidad cambia constantemente. Esto genera que la altura de la termósfera cambie y afecte en mayor o menor medida la fuerza de arrastre para la reentrada de la nave. Todo esto para explicar que ni los mejores ingenieros chinos, europeos o norteamericanos son capaces de predecir lo que va a ocurrir.
Lo que si esperan todos ellos es que a medida que ingrese a mayor densidad atmosférica, como ocurre con los meteoritos, se fragmente en múltiples partes, algunas de ellas posiblemente de hasta 100 kg. En su mayoría los pequeños fragmentos serán pulverizados por la temperatura ocasionada por la fricción con el aire de la atmósfera.
La pregunta del millón
¿Es peligrosa la reentrada de la estación por un posible impacto con seres humanos? La respuesta inmediata es no. Históricamente no ha habido heridas ocasionadas a humanos por reingreso de naves espaciales a la atmósfera. En el 2011 el comité IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination – Comité para la coordinación de residuos espaciales entre agencias https://www.iadc-online.org/index.cgi?item=home) en sugerencia de la NASA realizó un análisis de riesgo para un satélite en desuso que estaba a punto de entrar en la atmósfera (Upper Atmosphere Research Satellite - UARS).
Esta nave tuvo unas propiedades similares a las de la Tiangong-1 y poder servir para estimar una probabilidad de riesgo de impacto para el ser humano. En ese momento se estimó que si se toma la población total de la Tierra (6,700 millones), la probabilidad de riesgo de impactar a un solo humano es de 1 en 21 x 10ˆ12 (21 millones de millones). Si se toma la población en Colombia en vez de la total (unos 48 millones), la probabilidad sería de 1 en 153,600 millones (fuentes: https://blogs.scientificamerican.com/observations/your-friday-forecast-sunny-with-a-1-in-21-trillion-chance-of-getting-hit-by-orbital-debris/ , documento Re-entry and Risk Assessment for the NASA Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) pdf).
Hay que tener en cuenta también que la mayor parte de la zona de posible caída, en su mayoría esta compuesta de agua de los océanos. Y también vale la pena recordar que la estación china no es el objeto mas grande que ha reingresado a la atmósfera terrestre. En el 2001 la estación espacial rusa MIR de 120 toneladas ingresó de manera controlada (a diferencia de Tiangong-1) en la zona del océano pacífico cerca de las islas Fiji, en una zona de unos 1500 km de longitud y 100 km de ancho.
Una última observación
El mayor riesgo presente en la situación de la reentrada de la nave es el no tener control para su descenso lo que hace que las guías de mitigación y manejo de residuos espaciales propuestos por la IADC no puedan ser ejecutados, específicamente el hecho de no poder evacuar el combustible remanente en la estación, apagado de sus baterías y cualquier sistema que almacene energía y pueda provocar una explosión. Según estas guías aprobadas por las principales agencias espaciales, luego que un satélite termine su misión alrededor de la Tierra, tiene 25 años para ser removido de órbita. En órbita baja (donde esta la estación) se genera un descenso controlado para que la atmósfera se encargue de la disposición de la nave. Si son satélites geoestacionarios (Directv por ejemplo, a 35,000 km de distancia), se lleva al satélite a una orbita cementerio para sacarlo de su posición actual y que no interrumpa las operaciones funcionales de otras naves.
Hay que tener en cuenta que China, a través de una prueba anti satélite ocurrida en 2007, en la que por medio de un misil destruyeron un satélite meteorológico propio en desuso, has sido los mayores generadores de residuos espaciales en un solo evento, creando mas de 3,500 partes a raíz del impacto cinético. Es importante que los operadores privados y agencias espaciales sigan las guías de mitigación para poder tener un entorno controlado y funcional a largo plazo para la posibilidad de seguir explorando el espacio de manera responsable.
*Ingenierio Aeroespacial. Magister en Ingeniería de Sistemas Espaciales. Universidad de Southampton – Reino Unido
La estación espacial Tiangong-1 se acerca a su momento final en órbita. Su precipitación a Tierra es inminente y nadie sabe con exactitud donde podría caer. Pero antes de abordar el riesgo de que caiga sobre nuestras cabezas, echemos un poco para atrás en el tiempo.
En el año 2011 en el mes de septiembre la estación fue lanzada desde el desierto de Gobi, región de Mongolia interior (China) a bordo de un cohete Long March 2F. Con una masa de 8500 kilogramos y un tamaño similar a un bus escolar, el objetivo de la estación fue la de servir como laboratorio para la habitabilidad de astronautas y también para probar la capacidad de realizar maniobras de encuentro y acoplamiento de naves en órbita. La estación tuvo varias misiones importantes para el programa espacial chino, como lo fue el envío de las dos primeras mujeres astronautas chinas al espacio: Liu Yang y Wang Yaping.
Luego de dos años de operación la estación fue puesta en “hibernación” luego que la última misión tripulada abandonara la nave. La idea era que la nave en órbita entregara información acerca de la durabilidad de algunos componentes para luego ser conducida gradualmente a la reentrada en la atmósfera.
La última maniobra de ajuste de altura se realizó a finales del 2015 y en marzo del 2016, China notificó al Comité sobre el Uso Pacífico del Espacio Exterior de la ONU que perdió el control sobre la estación. A partir de este momento se ha venido monitoreando el estado de la órbita de la estación, planteando como fecha aproximada de reingreso los primeros días de abril 2018.
La reentrada
La fecha y lugar de reingreso de la estación son difíciles de predecir con exactitud por diversos factores. Se sabe que la zona de impacto estará ubicada entre las latitudes 43 grados Norte y 43 grados Sur, en cualquier longitud, lo que presenta un área bastante grande para analizar.
La velocidad con la que se mueve la nave es de un parámetro importante aproximadamente 25,000 km/h (unos 7 km/s), presentando un amplio rango. El tiempo que se demora la nave en dar una vuelta alrededor de la tierra (período) es de unos 90 minutos.
La condición de la atmósfera es otra variable importante para considerar en cualquier análisis pues debido al “clima espacial” ocasionado por diversos factores como cambios en la actividad solar, magnetósfera, ionósfera y en la generación de gases de efecto invernadero (CO2), su densidad cambia constantemente. Esto genera que la altura de la termósfera cambie y afecte en mayor o menor medida la fuerza de arrastre para la reentrada de la nave. Todo esto para explicar que ni los mejores ingenieros chinos, europeos o norteamericanos son capaces de predecir lo que va a ocurrir.
Lo que si esperan todos ellos es que a medida que ingrese a mayor densidad atmosférica, como ocurre con los meteoritos, se fragmente en múltiples partes, algunas de ellas posiblemente de hasta 100 kg. En su mayoría los pequeños fragmentos serán pulverizados por la temperatura ocasionada por la fricción con el aire de la atmósfera.
La pregunta del millón
¿Es peligrosa la reentrada de la estación por un posible impacto con seres humanos? La respuesta inmediata es no. Históricamente no ha habido heridas ocasionadas a humanos por reingreso de naves espaciales a la atmósfera. En el 2011 el comité IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination – Comité para la coordinación de residuos espaciales entre agencias https://www.iadc-online.org/index.cgi?item=home) en sugerencia de la NASA realizó un análisis de riesgo para un satélite en desuso que estaba a punto de entrar en la atmósfera (Upper Atmosphere Research Satellite - UARS).
Esta nave tuvo unas propiedades similares a las de la Tiangong-1 y poder servir para estimar una probabilidad de riesgo de impacto para el ser humano. En ese momento se estimó que si se toma la población total de la Tierra (6,700 millones), la probabilidad de riesgo de impactar a un solo humano es de 1 en 21 x 10ˆ12 (21 millones de millones). Si se toma la población en Colombia en vez de la total (unos 48 millones), la probabilidad sería de 1 en 153,600 millones (fuentes: https://blogs.scientificamerican.com/observations/your-friday-forecast-sunny-with-a-1-in-21-trillion-chance-of-getting-hit-by-orbital-debris/ , documento Re-entry and Risk Assessment for the NASA Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) pdf).
Hay que tener en cuenta también que la mayor parte de la zona de posible caída, en su mayoría esta compuesta de agua de los océanos. Y también vale la pena recordar que la estación china no es el objeto mas grande que ha reingresado a la atmósfera terrestre. En el 2001 la estación espacial rusa MIR de 120 toneladas ingresó de manera controlada (a diferencia de Tiangong-1) en la zona del océano pacífico cerca de las islas Fiji, en una zona de unos 1500 km de longitud y 100 km de ancho.
Una última observación
El mayor riesgo presente en la situación de la reentrada de la nave es el no tener control para su descenso lo que hace que las guías de mitigación y manejo de residuos espaciales propuestos por la IADC no puedan ser ejecutados, específicamente el hecho de no poder evacuar el combustible remanente en la estación, apagado de sus baterías y cualquier sistema que almacene energía y pueda provocar una explosión. Según estas guías aprobadas por las principales agencias espaciales, luego que un satélite termine su misión alrededor de la Tierra, tiene 25 años para ser removido de órbita. En órbita baja (donde esta la estación) se genera un descenso controlado para que la atmósfera se encargue de la disposición de la nave. Si son satélites geoestacionarios (Directv por ejemplo, a 35,000 km de distancia), se lleva al satélite a una orbita cementerio para sacarlo de su posición actual y que no interrumpa las operaciones funcionales de otras naves.
Hay que tener en cuenta que China, a través de una prueba anti satélite ocurrida en 2007, en la que por medio de un misil destruyeron un satélite meteorológico propio en desuso, has sido los mayores generadores de residuos espaciales en un solo evento, creando mas de 3,500 partes a raíz del impacto cinético. Es importante que los operadores privados y agencias espaciales sigan las guías de mitigación para poder tener un entorno controlado y funcional a largo plazo para la posibilidad de seguir explorando el espacio de manera responsable.
*Ingenierio Aeroespacial. Magister en Ingeniería de Sistemas Espaciales. Universidad de Southampton – Reino Unido