El rayo verde que sale del Observatorio se utiliza para vigilar la basura espacial. - Foto: Ángel Vera y Franco Della Prugna. Vídeo: Antonio Vázquez y Verónica Sánchez
VIGILANCIA DEL ESPACIO

El láser gaditano que vigila la basura espacial

Desde el Real Observatorio de la Armada, en San Fernando, se controlan objetos en el espacio, en su mayoría satélites inutilizados, y se evitan colisiones que pudieran provocar serios daños

CádizActualizado:

Anochece en San Fernando y, con el ocaso, se divisa en el cielo un rayo de luz verde, que sale de la cúpula del Real Observatorio de la Armada y atraviesa el oscuro firmamento gaditano. Pocos saben que esta luz es un láser que dispara diez pulsos por segundo, cuyo cometido es realizar el seguimiento de la basura espacial.

Pero, empecemos desde el principio. ¿Cómo llegó dicho láser a estar instalado en este centro científico de la Armada Española? En 1957, la Unión Soviética lanzaba el primer satélite artificial de la historia, el Sputnik. Y ese mismo año los estadounidenses instalaron en el Real Observatorio de la Armada (ROA) la cámara Baker - Nunn, un telescopio de la ‘Smithsonian Institution’ en colaboración con la NASA cuya función era fotografiar satélites artificiales. «La ubicación geográfica de este recinto era adecuada y, al ser un recinto militar, dio confianza a los norteamericanos», explica el capitán de fragata Manuel Catalán Morollón, jefe de la sección de Geofísica del ROA y encargado del seguimiento de la basura espacial.

El capitán de fragata Manuel Catalán en su despacho.
El capitán de fragata Manuel Catalán en su despacho. - ANTONIO VÁZQUEZ

Láser francés

Esta cámara estuvo funcionando hasta 1978 y permaneció expuesta en el ROA hasta mediados de los 2000. Fue entonces cuando, aprovechando la buena óptica de la Baker-Nunn, se llevó a cabo un proceso de modernización para crear el TFRM, es decir, el Telescopio Fabra ROA en el Montsec, uno de los sensores que el Observatorio tiene desplegados en el pre pirineo leridano, a unos 1.720 metros de altitud. «Es uno de los mejores aparatos para detectar basura espacial», afirma el capitán de fragata Catalán, y en el que participa también la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona.

De los estadounidenses, que pusieron la semilla del telescopio, a los franceses, que hicieron lo propio con el láser. El ‘Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale’ lo instaló en 1975 y, años después, la Armada lo situó en la cúpula del Observatorio. «Es el rayo verde que se ve por las noches», cuenta el jefe de la sección de Geofísica. «Da diez pulsaciones por segundo, por eso se ve continuo», desarrolla.

‘Chatarra espacial’: Se calcula que hay 2.000 cohetes, 4.000 satélites inoperativos y millones de fragmentos que orbitan sin control

El funcionamiento del láser es sencillo, «sale, choca con el satélite, golpea los espejos que éste tiene y vuelve. Teniendo en cuenta el tiempo que tarda en hacerlo, a través de unos cálculos se obtiene la distancia a la que se encuentra el satélite en el momento en el que ha impactado el pulso», explica el capitán de fragata Catalán. Así se sabe exactamente donde se encuentra cada satélite.

Para llegar hasta el láser, los cinco técnicos superiores que se encargan de manejarlo y realizar las observaciones tienen que subir hasta 50 metros de altura. Al abrirse la cúpula del Observatorio, el cañón láser proyecta su luz y, justo bajo él, en dos pequeños cuartos están, en el primero de ellos, los trabajadores manejándolo y llevando a cabo las mediciones y observaciones y, en el otro, las dos estaciones láser en las que se genera el rayo. «Una de ellas, la de seguimiento de basura espacial, está financiada por la Unión Europea, mientras que la otra es la de seguimiento de satélites artificiales», explican los técnicos. Esta última es de utilización puramente científica, mientras que la primera proporciona un «servicio público» como es el seguimiento de basura espacial. Y es que, tanto para la Unión Europea como para Estados Unidos la basura espacial es una preocupación de primer orden.

El láser sale de la cúpula del ROA, a 50 metros de altura.
El láser sale de la cúpula del ROA, a 50 metros de altura. - ANTONIO VÁZQUEZ

En 2014, consciente de la problemática mundial, el Observatorio propuso al entonces Ministerio de Economía, Industria y Competitividad financiar un proyecto de investigación de seguimiento de basura espacial. «Los americanos y los chinos habían obtenido buenos resultados, por eso propusimos utilizar el láser del ROA para observar basura espacial. Es decir, satélites que están inoperativos (por lo tanto son basura espacial), pero que tienen espejos que puedan reflejar el láser», cuenta el capitán de fragata Catalán.

Los resultaron fueron muy positivos. Y el 20 de octubre de 2017 dieron un paso más con la puesta en funcionamiento de un nuevo láser mucho más potente que consiguió que, por primera vez, 21 días después, se obtuviesen ecos sobre objetos opacos, nombre éste que suele usarse para referirse a aquellos objetos no dotados de retroreflector. - Dicha mejora se financió a través de un contrato con el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) en el marco del EU SST de la Unión Europea con la garantía nº 713762 del programa de investigación e innovación H2020-.

Aumento de fragmentos

Unas cuantas cifran dan idea de por qué es tan importante esta labor que se realiza desde el centro científico isleño. Se calcula que, en el espacio hay unos 2.000 cohetes que, en su día, fueron utilizados para poner en órbita satélites, otros tantos objetos desprendidos de misiones espaciales, unos 4.000 satélites inoperativos (sin uso y que siguen orbitando sin control), así como fragmentos resultado de choques o explosiones. En total unos 17.000 fragmentos de más de diez centímetros, así como unos 800.000 objetos de tamaños superiores a un centímetro, y millones de tamaño superior a un milímetro. «El problema es que las fragmentaciones siguen aumentando», subraya el jefe de la Sección de Geofísica del ROA.

Disparando diez pulsos por segundo, el láser choca con los objetos de los que luego se calcula la posición

Dos grandes eventos han provocado que se incremente bruscamente el número de fragmentos de basura espacial. El primero de ellos, en 2007, cuando China hizo la prueba de impactar con un misil a un satélite inactivo suyo y, el segundo, dos años más tarde, cuando un satélite ruso «muerto» y otro estadounidense activo chocaron y se transformaron en multitud de pedazos. «El satélite ruso no estaba siendo observado. Por todo ello, entre otras razones, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Unión Europea decidieron involucrarse junto a Estados Unidos en el seguimiento de basura espacial», señala.

La mayor parte de la basura espacial se concentra en la órbita GEO (a 36.000 kilómetros de la superficie terrestre) y en la LEO (entre los 160 y los 2.000 kilómetros de altura), justo las dos regiones de mayor importancia para la humanidad, ya que en ellas se ubican gran cantidad de los satélites que se utilizan en la vida diaria (desde los de comunicaciones hasta los que controlan aspectos climáticos). «Si quieres poner un satélite en órbita tienes que pasar por ahí», cuenta el capitán de fragata Catalán, y en ese punto es donde radica el problema, en intentar que los satélites operativos no choquen con satélites inactivos, o con cualquier fragmento descontrolado de basura espacial.

Interior de la sala desde la que se maneja el láser.
Interior de la sala desde la que se maneja el láser. - ANTONIO VÁZQUEZ

Preocupación por el espacio

En 2014 la Unión Europea tomó cartas en el asunto e instó a los países miembros a través de una decisión conjunta del Parlamento y el Consejo Europeo, a colaborar con Estados Unidos para resolver la situación de la ‘chatarra espacial’. Desde entonces está «potenciando los sensores, como parte de un servicio público», explica el capitán de fragata Catalán. Una iniciativa a la que se incorporaron Alemania, Italia, Francia, Reino Unido y España y a la que próximamente se unirán Polonia, Portugal y Rumanía. «Cada país cuenta con una entidad que actúa como Agencia Espacial. En el caso de España, esta labor de coordinación la desempeña el CDTI, que coordina varios sensores para la generación de servicios de alerta y que actúa de enlace ante la Unión Europea», explica el militar. Desde el Centro de Operaciones, también coordinado por CDTI, se marca a cada sensor, incluido el láser del Observatorio, qué objetos debe de observar cada noche. El Centro de Operaciones también recopilará datos el primer radar español de vigilancia del espacio que comenzará a funcionar en breve desde la base de Morón de la Frontera y cuyo control operativo recaerá en el futuro Centro de Operaciones de Vigilancia Espacial (COVE) que creará el Ejército del Aire.

Este esfuerzo multinacional se enmarca en la política SSA (o ‘Space Situational Awareness’, es decir, de preocupación sobre la situación del espacio) que abarca tanto el seguimiento de basura espacial, como la llegada de asteroides o el control de las actividades del Sol.

El Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) recopila los datos de los sensores de toda España

¿Podemos estar tranquilos o debemos preocuparnos por si cae en la Tierra algún objeto de basura espacial? «El problema no es tanto el posible riesgo puntual al que se somete a la población, sino el ser capaces de poner tecnología en el espacio que permanezca operativa y no choque con nada», cuenta el capitán de fragata Catalán, que insiste en que «hay que desdramatizar», ya que las reentradas en tierra «suelen ser controladas y conoces la trayectoria que va a seguir. Normalmente caen en mitad del Pacífico, que es la zona más deshabitada del Planeta. Además, cuando un objeto realiza una entrada, lo normal es que se desintegre», tranquiliza.

El problema de la basura espacial es mundial y los países cada vez están más concienciados. Pero recuperar esos objetos es hoy por hoy «ciencia ficción», advierte el militar. «Se ha hablado de utilizar redes, o arpones, pero no existe nada aún», señala.

El cuarto con las dos estaciones láser.
El cuarto con las dos estaciones láser. - ANTONIO VÁZQUEZ

Mientras, en la cúpula del Observatorio, ocho personas se relevan cada día observando con el láser desde el ocaso hasta el orto y otras tres personas manejan a distancia desde el Observatorio el Telescopio Fabra ROA en el Montsec (relevándose junto con otras cuatro que se encuentran en Barcelona). Tan sólo dos de ellos son militares (los tenientes de navío Lluis Canals y Pedro Azorín), el resto, civiles. «Todos los militares tenemos titulación civil», apostilla el capitán de fragata Catalán, a la sazón doctor en Ciencias Físicas, mientras que sus compañeros son ingenieros.

Además de realizar el seguimiento de la basura espacial, el Observatorio dispone de otro láser que se utiliza para observar órbitas de satélites operativos, como la del satélite artificial LAGEOS, situado a 6.000 kilómetros de altura, cuya posición se utiliza para proporcionar órbitas de referencia «y a partir de ella situarnos nosotros» y para observar otros satélites que miden la variación del nivel del mar, «para ello, éstos tienen que conocer exactamente su posición», explica el científico militar. «Otra de las aplicaciones de esta técnica es la de medir la distancia de la Tierra a la Luna», cuenta. ¿De qué forma? Utilizando para ello los cinco reflectores que hay en su superficie, dice. El hombre llegó a la Luna, no es ciencia ficción. Ahora, científicos de todo el mundo, entre ellos estos gaditanos, trabajan por que acabar con la basura espacial tampoco lo sea.