La misión Draco, hecha para la destrucción
A lo largo de casi setenta años de vuelos espaciales, unos 10 000 satélites y cohetes intactos han reentrado en la atmósfera, y muchos más lo harán en el futuro. Sin embargo, para ser un acontecimiento tan frecuente, seguimos sin tener una visión clara de lo que realmente le sucede a un satélite durante sus últimos momentos mientras se quema.
La ESA está preparando la misión Draco (del inglés Destructive Reentry Assessment Container Object), que recogerá mediciones únicas durante una reentrada y ruptura reales de un satélite desde el interior. Una cápsula especialmente diseñada para sobrevivir a la destrucción transmitirá la valiosa telemetría poco después.
Deimos ha firmado un primer contrato por valor de 3 millones de euros para iniciar el desarrollo del satélite. La misión Draco es una pequeña y rápida misión de seguridad espacial cuyo lanzamiento está previsto para 2027.
Las reentradas evitan los desechos espaciales
Para mantener limpias las valiosas órbitas de la Tierra y evitar la creación de más desechos espaciales es importante retirar rápidamente un satélite de la órbita una vez finalizada su misión. La ESA está comprometida con su ambicioso planteamiento de «basura cero», que pondrá fin a la creación de más desechos espaciales de aquí a 2030.
Los satélites se pueden construir para que puedan realizar reentradas controladas o, con algo más de esfuerzo, algunos pueden efectuar reentradas asistidas o reentradas dirigidas. Sin embargo, es más eficiente cumplir con las directrices de reducción de desechos espaciales si se «diseñan para su desaparición» desde el principio y se desintegran por completo durante la reentrada.
«La ciencia de la reentrada es un componente esencial de los trabajos de diseño para la desintegración. Necesitamos conocer mejor lo que sucede cuando los satélites se queman en la atmósfera y validar nuestros modelos de reentrada», afirma Holger Krag, director de Seguridad espacial de la ESA.
«Por eso, los datos únicos recogidos por Draco ayudarán a guiar el desarrollo de nuevas tecnologías para construir satélites con mayor capacidad para destruirse de aquí a 2030».
Otro elemento importante de las reentradas es su efecto en la propia atmósfera, un campo de investigación cada vez más importante a medida que aumenta rápidamente el número de lanzamientos y reentradas. Estudiar cómo se desgastan y desprenden las piezas y partículas de los materiales de las naves espaciales en la atmósfera superior puede proporcionar información sobre qué subproductos se crean y dónde. Esto permite a los científicos conocer el impacto medioambiental, lo que a su vez conducirá a diseños más sostenibles en el futuro.
Quemar y no quemar
«Si bien es difícil obtener datos de un satélite durante su destrucción, actualmente es imposible recrear las circunstancias exactas sobre el terreno. Podemos recurrir a la experimentación para probar diversos materiales y elementos de una nave espacial en túneles de viento a escala limitada», afirma Stijn Lemmens, jefe de proyecto de Draco en la oficina de desechos espaciales de la ESA.
«Pero aún no es posible imitar fielmente la increíble velocidad, la fuerza y los movimientos de una reentrada incontrolada. Para imitaciones más completas, el modelado virtual es una gran herramienta que puede manejar cualquier extremo, pero necesita calibración y conjuntos de datos en los que basarse».
Para obtener este nuevo y exclusivo conjunto de datos, hay que construir un satélite que pueda destruirse y que lleve a bordo una cápsula indestructible para realizar observaciones in situ, lo que plantea sus propias dificultades.
«Draco tiene que ser una nave espacial en órbita terrestre baja para que sea una reentrada representativa y luego la equipamos con sensores y cámaras lo suficientemente resistentes como para que puedan recoger datos el mayor tiempo posible mientras el satélite que las rodea se quema», explica Stijn.
«Por otro lado, su cápsula indestructible debe ser capaz de soportar las fuerzas de la reentrada, además de poder proteger un sistema informático durante todo el violento proceso de destrucción mientras sigue conectado a los sensores, con el cableado saliendo de ella como un pulpo».
Una vez antes, en 2013, la ESA intentó observar una reentrada desde el interior de una nave espacial con una cámara montada dentro de un vehículo automatizado de transferencia (ATV), un transbordador de carga de la Estación espacial internacional (EEI). La misión Draco pretende recopilar un conjunto de datos mucho más exhaustivo.
A diferencia de experimentos anteriores, los sensores de Draco medirán las temperaturas, evaluarán la tensión en las diversas partes del propio satélite y registrarán la presión circundante. Cuatro cámaras adicionales apuntarán a la nave espacial para observar la destrucción y recopilar información contextual.
La corta vida de Draco
El satélite Draco final, de unos 200 kg de peso y del tamaño de una lavadora, no tendrá un sistema de propulsión ni sistemas de navegación y comunicación conectados, ya que no se controlará directamente. La mayoría de las reentradas son incontroladas, los satélites permanecen pasivos mientras la atmósfera los engulle, y el objetivo de Draco es imitar una reentrada típica en la medida de lo posible.
En cambio, Draco aprovechará las capacidades de dirección del cohete con el que se lanza para alinearse para una reentrada rápida. Tras un vuelo de no más de 12 horas, durante el cual alcanzará una altitud máxima de 1000 km, Draco reentrará sobre una zona deshabitada del océano, sus 200 sensores y 4 cámaras registrarán su abrasadora desaparición y almacenarán el resultado de forma segura en la cápsula.
Cuando el satélite se haya quemado, se enfrentará a su siguiente obstáculo. La cápsula de 40 cm podría girar y caer a gran velocidad, pero tiene que ser capaz de abrir un paracaídas independientemente de su orientación y velocidad iniciales.
Una vez desplegado el paracaídas, la cápsula descenderá más suavemente, lo que le permitirá conectarse con un satélite geoestacionario situado por encima para transmitir los datos recogidos. La cápsula dispondrá de unos 20 minutos para enviar la telemetría antes de precipitarse al océano y dar por concluida la misión.
«Draco es una misión apasionante que arrojará luz sobre muchas de las incógnitas que se plantean durante las reentradas de satélites. Lo irónico es que el desarrollo de su nave y su cápsula se beneficiaría sobre todo de los datos que recopilará», afirma Tim Flohrer, director de la oficina de desechos espaciales de la ESA.
«Draco nos sacará del bucle del huevo y la gallina y creará un conjunto de datos diferente para calibrar nuestros sistemas y modelos, y avanzará en la implantación de tecnologías de cero desechos en un futuro próximo».
