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Escoba láser

Representación artística

Una  escoba láser es un sistema de propulsión terrestre impulsado por un rayo láser que barre los desechos espaciales fuera de la trayectoria de los satélites artificiales (como la Estación Espacial Internacional ) para evitar daños colaterales al equipo espacial. Calienta un lado de los desechos para cambiar su trayectoria orbital, alterando la trayectoria para que lleguen a la atmósfera antes. Los investigadores espaciales han propuesto que una escoba láser puede ayudar a mitigar el síndrome de Kessler , una cascada descontrolada de eventos de colisión entre objetos en órbita. [1] Además, también se han propuesto sistemas de escoba láser montados en satélites o estaciones espaciales. [2] [3] [4] [5]

Mecanismo

Se propone el uso de escobas láser para atacar desechos espaciales de entre uno y diez centímetros (0,4–3,9 pulgadas) de diámetro. Las colisiones con estos desechos de alta velocidad no solo causan daños considerables a los satélites, sino que también generan fragmentos secundarios de los fragmentos de satélites que chocaron. Se pretende utilizar una escoba láser a alta potencia para atravesar la atmósfera y eliminar material de los desechos atacados. [6] El material eliminado imparte un pequeño empuje que baja su perigeo orbital hacia la atmósfera superior, lo que aumenta la resistencia aerodinámica de modo que se acorta su vida orbital restante. [7] El láser funcionaría de forma pulsada para evitar que el objetivo se autoproteja mediante su plasma eliminado. Los niveles de potencia de los láseres en este concepto están muy por debajo de los niveles de potencia de los conceptos para armas antisatélites más rápidas y efectivas.

Las investigaciones en este campo revelan las limitaciones físicas precisas requeridas, destacando la relevancia significativa para la orientación de los desechos espaciales y la trayectoria resultante del objeto ablacionado. [8] [9] Utilizando una estrella guía láser y óptica adaptativa, un láser terrestre suficientemente grande (láser HF pulsado de 1 megajulio) puede compensar las órbitas de docenas de desechos diariamente a un costo razonable. [1] [10]

Historia

El transbordador espacial mostró sistemáticamente evidencia de impactos "pequeños" durante las inspecciones posteriores al vuelo. [11]

Orión fue un proyecto de escoba láser terrestre propuesto en la década de 1990, con un costo estimado de 500 millones de dólares. [12] [13] [14]

En 2003 se planeó instalar en la Estación Espacial Internacional un láser espacial también llamado "Proyecto Orión". [15] [16] En 2015, investigadores japoneses propusieron añadir capacidades de barrido láser al telescopio Extreme Universe Space Observatory , que se lanzaría a la ISS en 2017. [17] [18] [19] [5]

En 2014, el proyecto europeo CLEANSPACE publicó un informe que estudia una arquitectura global de estaciones láser para el seguimiento y eliminación de residuos. [20] [21]

Referencias

  1. ^ ab Dr Claude Phipps (2011). "Eliminación de desechos orbitales con láseres". Avances en la investigación espacial . 49 (9): 1283–1300. arXiv : 1110.3835 . Código Bibliográfico :2012AdSpR..49.1283P. doi :10.1016/j.asr.2012.02.003. S2CID  118525979.
  2. ^ Shen, Shuangyan; Jin, Xing; Hao, Chang (1 de agosto de 2014). "Limpieza de desechos espaciales con un sistema láser basado en el espacio". Revista china de aeronáutica . 27 (4): 805–811. doi : 10.1016/j.cja.2014.05.002 . ISSN  1000-9361.
  3. ^ Wen, Quan; Yang, Liwei; Zhao, Shanghong; Fang, Yingwu; Wang, Yi; Hou, Rui (1 de febrero de 2018). "Impactos de los elementos orbitales de la estación láser espacial en la eliminación de desechos espaciales a pequeña escala". Optik . 154 : 83–92. Bibcode :2018Optik.154...83W. doi :10.1016/j.ijleo.2017.10.008. ISSN  0030-4026.
  4. ^ Lin; Singer (15 de febrero de 2018). "¿Es real el láser espacial de China?". Popular Science . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  5. ^ ab Venton, Danielle (12 de mayo de 2015). "El plan loco para limpiar la basura espacial con un cañón láser". Wired . ISSN  1059-1028 . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  6. ^ Campbell, Jonathan (diciembre de 2008). "Uso de láseres en el espacio: eliminación de desechos orbitales mediante láser y desviación de asteroides" (PDF) . Documento ocasional del Centro de Estrategia y Tecnología, Escuela de Guerra Aérea, Universidad del Aire, Base Aérea Maxwell, Alabama . 20. Archivado desde el original (PDF) el 26 de junio de 2019.
  7. ^ Ivan Bekey, "Proyecto Orión: eliminación de desechos orbitales mediante sensores terrestres y láseres Archivado el 1 de febrero de 2021 en Wayback Machine .", Segunda Conferencia Europea sobre Desechos Espaciales , 1997, ESA-SP 393, pág. 699.
  8. ^ Scharring, Stefan; Wilken, Jascha; Eckel, Hans-Albert (agosto de 2016). "Eliminación de desechos espaciales de forma irregular mediante láser". Ingeniería óptica . 56 (1): 011007. doi : 10.1117/1.OE.56.1.011007 . ISSN  0091-3286.
  9. ^ Wills, Stewart (4 de agosto de 2016). "¿Podrían los láseres de alta energía barrer los desechos espaciales?". Noticias sobre óptica y fotónica . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  10. ^ Adam Mann (2011). «Crisis de la basura espacial: es hora de utilizar los láseres». Wired . Archivado desde el original el 21 de junio de 2016. Consultado el 22 de junio de 2016 .
  11. ^ Weinstock, Maia (5 de septiembre de 2000). «La basura en órbita sigue amenazando a la Estación Espacial Internacional». Space.com . Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2000. Consultado el 3 de febrero de 2008 .
  12. ^ Phipps, CR; Albrecht, G.; Friedman, H.; Gavel, D.; George, EV; Murray, J.; Ho, C.; Priedhorsky, W.; Michaelis, MM; Reilly, JP (marzo de 1996). "ORION: Limpiando los desechos espaciales cercanos a la Tierra utilizando un láser pulsado repetitivamente de 20 kW y 530 nm basado en la Tierra". Rayos láser y de partículas . 14 (1): 1–44. Bibcode :1996LPB....14....1P. doi : 10.1017/S0263034600009733 . ISSN  1469-803X.
  13. ^ Ivan Bekey (mayo de 1997). «El láser de Orión: en busca de desechos espaciales». Aerospace America . AIAA . Archivado desde el original el 21 de julio de 2011 . Consultado el 8 de mayo de 2011 .
  14. ^ "Satellite Smashers". Revista Air & Space. 1 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 29 de julio de 2012. Consultado el 18 de agosto de 2011 .
  15. ^ AFP (16 de agosto de 2000). «La NASA espera que una escoba láser ayude a limpiar los desechos espaciales». www.spacedaily.com . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  16. ^ "La 'escoba láser' barrerá la basura espacial". CBC News . 18 de agosto de 2000 . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  17. ^ "Un plan para limpiar los cielos de desechos espaciales". RIKEN . 21 de abril de 2015 . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  18. ^ Ebisuzaki, Toshikazu; Quinn, Mark N.; Wada, Satoshi; Piotrowski, Lech Wiktor; Takizawa, Yoshiyuki; Casolino, Marco; Bertaina, Mario E.; Gorodetzky, Philippe; Parizot, Etienne; Tajima, Toshiki; Soulard, Rémi; Mourou, Gérard (1 de julio de 2015). "Diseños de demostración para la remediación de desechos espaciales de la Estación Espacial Internacional". Acta Astronáutica . 112 : 102-113. Código Bib : 2015AcAau.112..102E. doi :10.1016/j.actaastro.2015.03.004. hdl : 2318/1578984 . ISSN  0094-5765 - vía Elsevier Science Direct.
  19. ^ Ackerman, Evan (23 de abril de 2015). "Propuesta para instalar un cañón láser en la Estación Espacial Internacional para destruir la basura espacial". IEEE Spectrum . Consultado el 10 de abril de 2021 .
  20. ^ Esmiller, Bruno; Jacquelard, Christophe; Eckel, Hans-Albert; Wnuk, Edwin (1 de noviembre de 2014). «Eliminación de desechos espaciales mediante láseres terrestres: principales conclusiones del proyecto europeo CLEANSPACE». Applied Optics . 53 (31): I45–I54. Bibcode :2014ApOpt..53I..45E. doi :10.1364/AO.53.000I45. ISSN  2155-3165. PMID  25402937.
  21. ^ "Eliminación de pequeños residuos mediante iluminación láser y tecnología complementaria". CORDIS - Resultados de investigación de la UE .

Lectura adicional

Enlaces externos