La Agencia Espacial Europea ha publicado las Directrices de diseño para la desaparición, un paso importante hacia el logro de cero desechos.
Las pautas de Diseño para la desaparición sirven como columna vertebral técnica para los ingenieros encargados de garantizar que los satélites dejen solo un rayo de luz en el cielo cuando regresan a la Tierra.
Hasta febrero de 2021, más de 6.000 lanzamientos habían puesto en órbita más de 45.000 toneladas de escombros, lo que representaba un grave riesgo para la vida en la Tierra cuando entrara en la atmósfera.
Los eventos de reentrada se han vuelto más comunes en los últimos años debido al aumento en el número de satélites LEO. Por lo tanto, Design for Demise tiene como objetivo reducir el riesgo de víctimas en la Tierra y permitir el cumplimiento de los esfuerzos globales para reducir esos riesgos.
Crecen las preocupaciones sobre el reingreso y la seguridad
Durante décadas, el procedimiento estándar para los satélites en órbita terrestre baja ha sido dejar que se desintegren y quemen espontáneamente en la atmósfera.
Sin embargo, a medida que los satélites se hicieron más grandes y se utilizaron materiales más resistentes al calor (como el titanio y la cerámica), muchos componentes pudieron resistir el intenso calor del reingreso a la atmósfera. Estos supervivientes suponen un importante riesgo de víctimas para las personas que se encuentran en el terreno.
Los últimos requisitos de mitigación de desechos espaciales de la ESA especifican un umbral de riesgo de víctimas para un solo reingreso de menos de 1 entre 10.000. Si la misión no puede cumplir con esto mediante un reingreso incontrolado, entonces se deberá realizar un costoso reingreso controlado a áreas remotas.
Pero Design for Demise ofrece un tercer método. Se trata de diseñar una nave espacial de manera que se evapore por completo durante una reentrada incontrolada estándar, ahorrando combustible y costes garantizando al mismo tiempo la seguridad.
Fundamentos del diseño para la desaparición
El marco Design for Demise cambia la mentalidad de la ingeniería de «integridad estructural a toda costa» a «vulnerabilidad deliberada».
Este manual describe varias estrategias básicas para garantizar que una nave espacial se desmonte completamente con la suficiente rapidez como para ser consumida por la atmósfera.
sustitución de materiales
Uno de los principales obstáculos para la desaparición de la basura espacial es el uso de materiales con altos puntos de fusión. El manual recomienda reemplazar el titanio y el acero inoxidable con aluminio y otras aleaciones de bajo punto de fusión cuando sea posible. Por ejemplo, reemplazar un tanque de propulsor de titanio por uno de aluminio podría marcar la diferencia entre que una pieza de 50 kg caiga al suelo o se vaporice por completo.
Mecanismo de división prematura.
El documento subraya que cuanto antes se expongan los componentes internos de un satélite al calor de reentrada atmosférico (plasma), más probabilidades habrá de que se fundan.
Esto se logra mediante la delaminación prematura de la estructura externa debido a aleaciones con memoria de forma y uniones fundidas, exponiendo las «tripas» del satélite a temperaturas extremas.
contención y reubicación
Si se deben utilizar componentes de alto punto de fusión (como lentes ópticas o ruedas de reacción), las pautas recomiendan colocar los componentes donde experimenten el mayor flujo de calor, o diseñar la estructura circundante para expulsar los componentes de modo que no queden oscurecidos por otros desechos.
Software DRAMA: Verificación de la desaparición de nuevos satélites
Una parte clave de las pautas de Diseño para la desaparición aborda cómo los ingenieros pueden verificar que los diseños realmente funcionan, utilizando el paquete de software DRAMA (Análisis de mitigación y evaluación de riesgos de desechos).
Las directrices proporcionan una metodología estandarizada para modelar la reentrada, desde modelos «orientados a objetos» que rastrean cada tuerca y tornillo hasta modelos «orientados a naves espaciales» que simulan la caída aerodinámica de toda la nave.
La edición de 2025 del manual proporciona modelos actualizados de coeficiente térmico y resistencia aerodinámica basados en datos de vuelos recientes. Esto garantiza que la «misibilidad» de un satélite no sea sólo una suposición, sino una certeza matemáticamente verificada antes de que el satélite abandone la plataforma de lanzamiento.
Cómo Design for Demise apoya el marco Zero Debris
Design for Demise es un elemento clave de la Carta Cero Desechos de la ESA, cuyo objetivo es detener el aumento neto de desechos espaciales para 2030. Al hacer del D4D una parte estándar de su proceso de adquisición, la ESA está comunicando a la industria espacial global que la sostenibilidad es ahora un requisito para los vuelos.
Las directrices también mencionan el impacto en la astronomía. Al garantizar plenamente la desaparición de los satélites, la industria evita dejar restos destruidos en órbita que podrían reflejar la luz solar e interferir con los telescopios terrestres. Esta es una preocupación creciente en la comunidad científica.
Apuntando a una órbita sostenible y libre de desechos
El lanzamiento de «Design by Demise» marca un punto de inflexión en la ingeniería espacial y señala que el mundo está pasando de una era de espacio desechable a una era de responsabilidad.
La ESA proporciona una hoja de ruta tecnológica clara para Design for Demise, que permite a los ingenieros construir satélites que funcionan muy bien durante la vida y desaparecen de forma segura cuando mueren.
De cara al año 2030, estas directrices probablemente se convertirán en el estándar de oro mundial, asegurando que la frontera final permanezca abierta, segura y clara para las generaciones futuras de exploradores.
Source link
