La nueva carrera espacial crea emisiones y residuos

Por The New York Times | Shannon Hall

(Science Times)

La persecución a una gran altitud comenzó el 17 de febrero de 2023 sobre cabo Cañaveral en Florida, cuando despegó un cohete Falcon 9 de SpaceX. Thomas Parent, un piloto de investigación de la NASA, iba al mando de un jet WB-57 cuando el cohete pasó hacia arriba por el ala derecha y lo dejó atónito antes de pisar el acelerador para aumentar la velocidad.

Durante casi una hora, Parent se zambulló dentro y fuera de la estela de humo detrás del cohete, mientras Tony Casey, el operador del equipo de sensores a bordo del jet, monitoreaba sus diecisiete instrumentos científicos. Los investigadores esperaban utilizar los datos para demostrar que podían alcanzar la columna de humo de un cohete y en algún momento caracterizar los efectos ambientales de un lanzamiento espacial.

En años recientes, la cantidad de lanzamientos de cohetes se ha disparado conforme empresas comerciales —en especial SpaceX, fundada por Elon Musk— y agencias gubernamentales han puesto miles de satélites en la órbita terrestre baja. Y esto es solo el principio. Con el tiempo, el total de satélites podría ser un millón, para lo cual se necesitaría un número aún mayor de lanzamientos espaciales que a su vez podrían aumentar los niveles de las emisiones.

SpaceX se rehusó a ofrecer comentarios sobre la contaminación de cohetes y satélites. Representantes de Amazon y Eutelsat OneWeb, otras dos empresas que trabajan en megaconstelaciones de satélites, señalaron que están comprometidas con operaciones sostenibles. No obstante, a los científicos les preocupa que una mayor cantidad de lanzamientos disperse más contaminantes en las capas prístinas de la atmósfera terrestre. Y los reguladores de todo el mundo, los cuales evalúan algunos riesgos de los lanzamientos espaciales, no establecen normas relacionadas con la contaminación.

Los expertos aseguran que no quieren limitar la floreciente economía espacial. Sin embargo, temen que la marcha constante de la ciencia sea más lenta que la nueva carrera espacial, es decir que tal vez no comprenderemos las consecuencias de la contaminación de los cohetes y las naves espaciales sino hasta que sea demasiado tarde. Ya hay estudios que muestran que las capas más altas de la atmósfera están contaminadas de metales de las naves espaciales que se desintegran al caer a la Tierra.

“Estamos cambiando el sistema más rápido de lo que podemos entender esos cambios”, opinó Aaron Boley, astrónomo de la Universidad de Columbia Británica y codirector del Instituto del Espacio Exterior. “En realidad, nunca apreciamos nuestra capacidad para afectar al medioambiente. Y lo hacemos una y otra vez”.

Hemos despegado

Cuando despega un cohete como el Falcon 9, suele tardar unos 90 segundos en atravesar la atmósfera más baja, o tropósfera, antes de llegar a la atmósfera media. En la parte superior de la tropósfera fue donde Parent comenzó su persecución, en la cual terminó volando tan alto que llegó a la atmósfera media, donde la densidad del aire es tan baja que él y Casey tuvieron que llevar trajes de presión y guantes muy pesados, así como cascos que les suministraban oxígeno.

La atmósfera media rara vez ha visto tanta emoción. Los aviones comerciales pocas veces vuelan a estas alturas. Tampoco hay mucho clima terrestre ni contaminación del suelo. Por lo tanto, es tranquila, impecable y vacía, salvo por los cohetes que la atraviesan de vez en cuando durante tres o cuatro minutos en su camino hacia el espacio. Para cuando un cohete entra en órbita, habrá descargado hasta dos terceras partes de los gases de escape en las capas medias y altas de la atmósfera, desechos que los científicos predicen que lloverán y se acumularán en la capa inferior de la atmósfera media, la estratósfera.

La estratósfera es el hogar de la capa de ozono, la cual nos protege de las radiaciones nocivas del Sol. Sin embargo, es delicada: hasta el más pequeño de los cambios puede tener enormes efectos en ella… y el mundo de abajo.

Cuando el monte Pinatubo hizo erupción en 1991 en el centro de Filipinas, expulsó suficiente dióxido de azufre a la estratósfera como para provocar un periodo de enfriamiento de varios años en la Tierra. Ese gas creó aerosoles de sulfato que calentaron la estratósfera e impidieron que el calor llegara a la superficie terrestre. A algunos científicos les preocupa que los gases de escape acumulados de más cohetes puedan afectar al clima de forma similar.

En la actualidad, los gases de escape de los cohetes palidecen en comparación con los que emite la aviación. No obstante, a los científicos les preocupa que hasta pequeñas adiciones a la estratósfera tengan un efecto mucho mayor. Martin Ross, científico de Aerospace Corporation, una organización de investigación en Los Ángeles que es financiada con fondos federales, comparó la atmósfera terrestre con un barril de agua turbia que se ha asentado, con lodo en el fondo y una parte superior relativamente clara. Si se le añade más suciedad al fondo fangoso, puede pasar desapercibida. No obstante, Ross comentó que, si se añade esa suciedad a la parte superior transparente, es probable que se enturbie o incluso se llene de lodo.

Todavía no se sabe cómo los cohetes afectarán esa superficie relativamente limpia, la estratósfera. Sin embargo, a los científicos les preocupa que el carbono negro, u hollín, que liberan los cohetes actuales actúe como una erupción volcánica continua, un cambio que podría mermar la capa de ozono y afectar la Tierra debajo de ella.

Cifras disparadas

En la década de 1990, cuando el transbordador espacial de la NASA y otros cohetes se lanzaban de manera constante desde suelo estadounidense, varios estudios predijeron que las naves espaciales causarían daños locales en la capa de ozono. Un estudio incluso pronosticó una pérdida de hasta el 100 por ciento, lo cual en esencia creará un pequeño agujero de ozono sobre cabo Cañaveral que permitirá que una mayor parte de la radiación ultravioleta del Sol llegue al suelo y aumente el riesgo de padecer cáncer de piel, cataratas y trastornos inmunitarios.

Los estudios tan solo se basaban en modelos y predicciones, sin datos de observación. Ross y sus colegas recopilaron datos de vuelos de investigación a una gran altitud que detectaron agujeros de ozono locales en la estela del transbordador. No obstante, sanan con rapidez y no eran tan grandes como para afectar cabo Cañaveral, al menos no con la frecuencia de los lanzamientos de aquel entonces, unos 25 al año.

Tal vez no ocurra lo mismo en el futuro. En 2023, SpaceX lanzó casi 100 cohetes por su cuenta y la mayoría de esos vuelos sirvieron para construir su constelación de satélites Starlink. Pronto, se le unirá Amazon, la cual planea lanzamientos frecuentes para su constelación Project Kuiper y otras empresas que buscan presencias sustanciales en órbita. Estos satélites ofrecen una serie de beneficios, como internet de banda ancha casi en cualquier lugar.

No obstante, en cuanto estas empresas completen sus constelaciones de hasta miles de orbitadores, los lanzamientos no terminarán. Muchos satélites tienen una vida útil de entre cinco y quince años, lo que obliga a las empresas de satélites a lanzar remplazos.

Es el principio de una nueva era.

“Creo que estamos en una fase de la industria espacial en la que estábamos hace muchas décadas en varios de nuestros entornos terrestres”, afirmó Tim Maclay, director de estrategia de ClearSpace, una empresa suiza que busca crear operaciones espaciales sostenibles. “Vemos la perspectiva de desarrollo y tendemos a precipitarnos en esto sin pensar demasiado en las consecuencias ambientales”.

Aunque los científicos están encendiendo las alarmas, no se consideran adversarios de las empresas de cohetes ni de los operadores de satélites.

“No queremos detener la industria espacial”, afirmó Karen Rosenlof, climatóloga del Laboratorio de Ciencias Químicas de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica, quien asegura que los satélites prestan servicios increíbles a la gente en tierra. Sin embargo, ella y otros piden un conjunto de normativas que tengan en cuenta las consecuencias para el medioambiente.

Según Rosenlof, hay formas de reducir el impacto de la industria espacial sin detenerla por completo. Por ejemplo, si los científicos descubren un punto a partir del cual la industria espacial empieza a dañar el medioambiente, bastaría con tan solo limitar la cantidad de lanzamientos y satélites. Otra posibilidad sería modificar los materiales o combustibles que utiliza la industria espacial.

Boley coincide. “Hay muchas posibilidades que podrían ayudarnos a proteger el medioambiente sin impedir el acceso al espacio”, comentó. “Tan solo debemos ver el panorama completo”.

No obstante, los científicos arguyen que, para lograrlo, los operadores de satélites y las empresas de cohetes necesitan una normativa. En la actualidad, hay pocas.

“El lanzamiento espacial cae en una zona gris”, opinó Gavin Schmidt, director del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA, quien ha participado en un grupo de trabajo sobre esta investigación. “Cae entre las grietas de todas las autoridades reguladoras”.

Por ejemplo, el Protocolo de Montreal es un tratado que ha logrado establecer límites a las sustancias químicas conocidas por dañar la capa de ozono. Sin embargo, no abarca las emisiones de los cohetes ni de los satélites.

En Estados Unidos, la Agencia de Protección del Ambiental no es responsable de analizar los lanzamientos de cohetes. La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC, por su sigla en inglés) otorga licencias a grandes constelaciones de satélites, pero no considera su daño potencial al medioambiente. (La Oficina de Rendición de Cuentas del Gobierno pidió cambios en esa política de la FCC en 2022, pero todavía no se han llevan a cabo). Y la Administración Federal de Aviación evalúa el impacto ambiental de los lanzamientos de cohetes en tierra, pero no en la atmósfera ni en el espacio.

Esto podría poner el futuro de la estratósfera en manos de Elon Musk, Jeff Bezos y otros ejecutivos de empresas espaciales privadas, una situación particularmente preocupante para Boley, quien considera que la industria espacial no busca ir más lento.

“A menos que afecte de inmediato a su balance, simplemente no les interesa”, opinó. “El impacto ambiental es un inconveniente”.

Un vocero de la empresa de telecomunicaciones OneWeb, la cual ha lanzado más de 600 satélites, afirmó que está comprometida con la sostenibilidad en el diseño de satélites, los planes de constelación y los esfuerzos de lanzamiento.

“Trabajamos de cerca con socios en los sectores público y privado para minimizar el impacto ambiental de nuestra flota de satélites”, afirmó Katie Dowd, directora sénior en OneWeb.

A pesar de todo, OneWeb tiene planes para ampliar su constelación a unos 7000 satélites.

“Todavía falta ver cómo nos va con esto”, afirmó Maclay. “No solemos ser muy buenos como especie a la hora de tomar medidas responsables de forma proactiva para administrar el medioambiente. A menudo, se hace a posteriori”.

El transbordador espacial Endeavour en camino al acoplamiento con la Estación Espacial Internacional en 2010, mientras se ve con claridad la capa de la tropósfera de la Tierra, en naranja. (NASA vía The New York Times)