Síndrome de kessler


El síndrome de Kessler (también llamado efecto Kessler , [1] [2] cascada de colisiones o cascada de ablación ), propuesto por el científico de la NASA Donald J. Kessler en 1978, es un escenario en el que la densidad de objetos en órbita terrestre baja (LEO ) debido a la contaminación espacial es lo suficientemente alta como para que las colisiones entre objetos puedan provocar una cascada en la que cada colisión genera desechos espaciales que aumentan la probabilidad de más colisiones. [3]En 2009, Kessler escribió que los resultados del modelado habían concluido que el entorno de escombros ya era inestable, "de modo que cualquier intento de lograr un entorno de escombros pequeños sin crecimiento mediante la eliminación de fuentes de escombros pasados ​​probablemente fracasará porque los fragmentos de colisiones futuras se generarán más rápido que el arrastre atmosférico los eliminará ". [4] Una implicación es que la distribución de desechos en órbita podría dificultar las actividades espaciales y el uso de satélites en rangos orbitales específicos durante muchas generaciones. [3]

Willy Ley predijo en 1960 que "Con el tiempo, una serie de disparos accidentalmente demasiado afortunados se acumularán en el espacio y tendrán que ser eliminados cuando llegue la era de los vuelos espaciales tripulados". [5] Después del lanzamiento del Sputnik 1 en 1957, el Comando de Defensa Aeroespacial de América del Norte (NORAD) comenzó a compilar una base de datos (el Catálogo de Objetos Espaciales ) de todos los lanzamientos de cohetes conocidos y los objetos que alcanzan la órbita: satélites, escudos protectores y superiores e inferiores -Cohetes de refuerzo de escenario. La NASA publicó más tarde [ ¿cuándo? ] versiones modificadas de la base de datos en un conjunto de elementos de dos líneas , [6] y durante la década de 1980 el CelesTrakel sistema de tablones de anuncios los volvió a publicar. [7]

Los rastreadores que alimentaron la base de datos estaban al tanto de otros objetos en órbita, muchos de los cuales eran el resultado de explosiones en órbita. [8] Algunos fueron causados ​​deliberadamente durante las pruebas de armas antisatélite (ASAT) de la década de 1960 , y otros fueron el resultado de etapas de cohetes que explotaron en órbita cuando el propulsor sobrante se expandió y rompió sus tanques. Para mejorar el seguimiento, el empleado de NORAD, John Gabbard, mantuvo una base de datos separada. Al estudiar las explosiones, Gabbard desarrolló una técnica para predecir las trayectorias orbitales de sus productos, y los diagramas (o gráficos) de Gabbard ahora se utilizan ampliamente. Estos estudios se utilizaron para mejorar el modelado de la evolución y la desintegración orbital. [9]

Cuando la base de datos NORAD estuvo disponible públicamente durante la década de 1970, el científico de la NASA Donald J. Kessler aplicó la técnica desarrollada para el estudio del cinturón de asteroides a la base de datos de objetos conocidos. En junio de 1978, Kessler y Burton Cour-Palais fueron coautores de "Frecuencia de colisión de satélites artificiales: la creación de un cinturón de escombros", [3] demostrando que el proceso que controla la evolución de los asteroides provocaría un proceso de colisión similar en LEO en décadas en lugar de miles de millones de años. Llegaron a la conclusión de que hacia el año 2000, los desechos espaciales superarían a los micrometeoroides como el principal riesgo ablativo para las naves espaciales en órbita. [4]

En ese momento, se pensó ampliamente [¿ por quién? ] que el arrastre de la atmósfera superior desorbitaría los escombros más rápido de lo que fue creado. [ cita requerida ] Sin embargo, Gabbard era consciente de que la cantidad y el tipo de objetos en el espacio estaban subrepresentados en los datos de NORAD y estaba familiarizado con su comportamiento. En una entrevista poco después de la publicación del artículo de 1978, Gabbard acuñó el término síndrome de Kessler para referirse a la acumulación de escombros; [4] se volvió ampliamente utilizado después de su aparición en un artículo de Popular Science de 1982 , [10] que ganó el Premio Nacional de Periodismo de 1982 de la Aviation-Space Writers Association.[4]

La falta de datos concretos sobre los desechos espaciales motivó una serie de estudios para caracterizar mejor el entorno LEO. En octubre de 1979, la NASA proporcionó a Kessler fondos para estudios adicionales. [4] Estos estudios utilizaron varios enfoques.


Poblaciones de desechos espaciales vistas desde fuera de la órbita geosincrónica (OSG). Hay dos campos principales de desechos: el anillo de objetos en la OSG y la nube de objetos en la órbita terrestre baja (LEO).
Gráfico de escombros de altitud y período orbital
Diagrama de Gabbard de casi 300 piezas de escombros de la desintegración de la tercera etapa de cinco meses de edad del refuerzo del 4 de marzo largo chino el 11 de marzo de 2000
Cámara grande, con un hombre de pie junto a ella para escalar
Las cámaras Baker – Nunn se utilizaron ampliamente para estudiar los desechos espaciales.
Imagen hecha a partir de modelos utilizados para rastrear escombros en órbita terrestre en julio de 2009