En las películas de ciencia ficción, las naves espaciales de los buenos a menudo quedan atrapadas en el rayo tractor invisible. Pero lo que una vez fue solo ciencia ficción podría convertirse pronto en realidad. Los científicos están desarrollando un verdadero rayo tractor, llamado remolque electrostático. Sin embargo, este rayo no succionaría naves espaciales indefensas, sino que empujaría de forma segura la basura espacial fuera de la órbita terrestre.
Cada vez más satélites en órbita
Con el auge de la industria espacial comercial, las apuestas son considerablemente altas. Se predice que la cantidad de satélites en la órbita terrestre aumentará exponencialmente. Cuando esta miríada de satélites finalmente se desgaste, convertirá el espacio alrededor de la Tierra en un enorme vertedero de escombros. Esto podría chocar potencialmente con naves espaciales en funcionamiento, caer a la Tierra, contaminar la atmósfera con metales y oscurecer la vista del cosmos. Además, si se deja sin control, el problema de la basura espacial podría obstaculizar el próspero sector de la exploración espacial.
El remolque electrostático podría aliviar potencialmente este problema al mover los escombros de manera segura fuera de la órbita terrestre, donde a la deriva inofensivamente por la eternidad. Aunque el remolque no resolvería completamente el problema de la basura espacial, el concepto presenta numerosas ventajas.
Un prototipo podría costar millones y una versión operativa a escala real aún más. Pero si se superan los obstáculos financieros, el rayo tractor podría estar operativo en una década. «La ciencia está prácticamente ahí, pero la financiación no», declaró la investigadora del proyecto Kaylee Champion, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Colorado.
Cómo funciona el rayo tractor
Los rayos tractores representados en Star Trek succionan naves espaciales a través de la gravedad artificial o un campo de energía ambiguo. Es probable que esa tecnología sea inalcanzable. Pero el concepto inspiró a Hanspeter Schaub, profesor de ingeniería aeroespacial, a conceptualizar una versión más realista.
Schaub tuvo la idea por primera vez después de la primera gran colisión de satélites en 2009. En ese caso, un satélite de comunicaciones activo, Iridium 33, chocó con un vehículo espacial militar ruso inactivo, Kosmos 2251. Schaub quería evitar que dicho evento volviera a ocurrir. Así que se dio cuenta de que era posible mover naves espaciales utilizando la atracción entre objetos cargados positiva y negativamente.
El remolque electrostático utilizaría una nave espacial (servidor) equipada con un cañón de electrones. Este dispararía electrones cargados negativamente hacia un satélite objetivo inactivo. Los electrones le darían al objetivo una carga negativa, dejando al servidor con una carga positiva. La atracción electrostática entre los dos los mantendría unidos a pesar de estar separados por 20 a 30 metros de espacio vacío. Una vez que el servidor y el objetivo están conectados, el servidor podría sacar el objetivo de la órbita sin tocarlo. Idealmente, el satélite inactivo sería arrastrado a una órbita cementerio más distante de la Tierra.
Ventajas y limitaciones de la tecnología
Con nuestra tecnología actual, la atracción electrostática entre las dos naves espaciales sería muy débil. Esto implicaría maniobras muy lentas para acercarse lo más posible al vehículo a remolcar. Podría tomar más de un mes mover completamente un solo satélite fuera de la órbita. Si los satélites se movieran uno a la vez, un solo remolque electrostático no podría mantenerse al día con los satélites que dejan de funcionar.
«Esto es muy diferente de los rayos tractores en las películas, que son inevitables y arrastran rápidamente a su presa. Esta es la principal diferencia entre la ciencia ficción y la realidad», dijo el investigador del proyecto Julian Hammerl. Pero el remolque electrostático tiene una ventaja innegable sobre otros métodos. Opera sin ningún contacto directo.
«Hay estas grandes naves espaciales, del tamaño de un autobús escolar, que giran muy rápido», dijo Hammerl. «Si disparas un arpón, usas una red grande o intentas atracar con ellos, el contacto físico puede dañar la nave espacial. Entonces, solo estás exacerbando el problema».
Pasos futuros
Los investigadores están trabajando actualmente en una serie de experimentos en su laboratorio de Carga Electrostática e Interacciones de Plasma con Naves Espaciales (ECLIPS). Una vez que el equipo esté listo, el último y más desafiante obstáculo será asegurar la financiación para la primera misión.
La mayor parte del costo de la misión provendría de la construcción y el lanzamiento del servidor. Idealmente, los investigadores querrían lanzar dos satélites para pruebas iniciales, un servidor y un objetivo. Esto permitiría un mayor control sobre las pruebas, pero también duplicaría los costos. Si de alguna manera logran manejar la financiación, un prototipo de rayo tractor podría estar operativo en aproximadamente 10 años.
Aunque los rayos tractores pueden parecer un sueño irrealizable, los expertos son optimistas sobre la tecnología. «Su tecnología todavía está en sus primeras etapas», dijo John Crassidis, un científico aeroespacial. «Pero tengo bastante confianza en que funcionará».
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