la atmósfera: La quema de satélites daña la capa de ozono
Cuando los satélites vuelven a entrar en la atmósfera, se derriten y liberan partículas metálicas que destruyen el ozono protector en la estratosfera. Particularmente complicado: parece que las partículas sólo llegan a la capa de ozono con un retraso de hasta 30 años.
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El mundo está cada vez más poblado (ilustración). Sólo la red Starlink de SpaceX ya incluye miles de satélites.
Cada año, toneladas de cohetes y satélites caen a la Tierra y se queman en la atmósfera. Esto crea innumerables nanopartículas metálicas. Con el creciente número de satélites en órbita terrestre baja, los expertos advierten que la liberación de tales sustancias podría tener un impacto cada vez mayor en los procesos químicos en la atmósfera. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil hacer estimaciones de las consecuencias específicas. Ahora, un equipo dirigido por el ingeniero espacial Joseph Wang de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles ha utilizado simulaciones detalladas de dinámica molecular para estudiar cuántas partículas de aluminio libera un satélite en fusión, a qué altitud y cuánto tiempo permanecen allí. Los investigadores advierten: la tendencia a colocar cada vez más satélites en órbitas terrestres bajas podría alterar gravemente los procesos químicos en la atmósfera.
En su publicación, el equipo de investigación determinó que un satélite típico con una masa de 250 kilogramos, hecho de un tercio de una estructura de aluminio, libera aproximadamente 30 kilogramos de nanopartículas de óxido de aluminio. La mayor parte de esto ocurriría en la llamada mesosfera, a una altitud superior a los 50 kilómetros. Aquí el satélite que se hunde está expuesto a fuerzas de fricción cada vez mayores provocadas por partículas de aire y se calienta enormemente. Las simulaciones de los investigadores californianos muestran cómo moléculas individuales de oxígeno golpean las superficies de aluminio del satélite a una velocidad de dos kilómetros por segundo. Esto crea una serie de grupos de aluminio y óxido de aluminio de sólo unos pocos nanómetros de tamaño. Estas partículas luego giran gradualmente hacia abajo, pero muy lentamente debido a su pequeño diámetro. Según los cálculos de los científicos de Wang, las nanopartículas tardan hasta 30 años en viajar desde la mesosfera hasta una altitud de menos de 40 kilómetros.
Este es un límite importante porque debajo se encuentra la estratosfera con la capa protectora de ozono, que absorbe la intensa luz ultravioleta del sol y protege así a los seres vivos en la superficie de la Tierra de los daños por radiación. Dependiendo de la estación y la latitud, alrededor del 90 por ciento del ozono se encuentra en una capa de entre 20 y 30 kilómetros de altura. Existe un equilibrio dinámico constante entre la formación y degradación de las moléculas de ozono. Otras sustancias químicas, como los compuestos introducidos por el hombre, pueden alterar gravemente estas reacciones.
Esta fue precisamente la causa del infame agujero de ozono que se identifica sobre la Antártida desde los años 80: los clorofluorocarbonos (CFC) de refrigeradores y aerosoles, entre otras cosas, destruyeron el ozono. Estas sustancias liberan a la atmósfera radicales de cloro que atacan al ozono. En 1987, con el llamado Protocolo de Montreal, la comunidad internacional se comprometió a abstenerse de este tipo de conexiones en el futuro. El óxido de aluminio también puede dañar la capa de ozono. En su superficie, las nanopartículas catalizan precisamente aquellas reacciones en las que el cloro se separa de los compuestos que lo contienen, acelerando así el agotamiento de la capa de ozono.
Agujero de ozono 2.0
Según las simulaciones de los investigadores, ahora existe un nuevo potencial asesino del ozono, que sólo será visible con un largo retraso. Actualmente, empresas como SpaceX están construyendo sistemáticamente megaconstelaciones formadas por miles de satélites. Orbitan la Tierra en órbitas bajas. La atmósfera residual los ralentiza considerablemente, provocando que al cabo de unos años se quemen y deban ser sustituidos. En un futuro próximo se puede esperar un flujo constante de material satelital hacia la mesosfera. Gracias a estas constelaciones, los investigadores predicen que en el futuro se producirán más de 360 toneladas de óxido de aluminio al año. Sería aproximadamente 20 veces mayor que en 2022 y más de 6 veces la cantidad presente en la naturaleza.
Sin embargo, es probable que pasen años o incluso décadas hasta que estas partículas tengan un efecto destructivo sobre la capa de ozono. Ya hoy en día se critican las megaconstelaciones porque dificultan las observaciones astronómicas y aumentan el riesgo de colisiones. Ahora se está haciendo evidente otro efecto secundario de una órbita terrestre cada vez más ocupada.
Ferreira, JP et al.: Posible agotamiento de la capa de ozono debido a la desaparición de satélites durante el reingreso a la atmósfera en la era de las megaconstelaciones. Cartas de investigación geofísica 51, 2024
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