Los investigadores de la Universidad de La Rioja España han desarrollado un nuevo método para eliminar los satélites artificiales en órbitas altamente elípticas cuando terminan su misión. La metodología, que permite una reducción tanto de los costos como del riesgo, ha sido probada con el europeoMisión INTEGRAL de la Agencia Espacial, que volverá a entrar en la atmósfera de la Tierra para desintegrarse en 2029.
El problema de los desechos espaciales es uno de los principales desafíos a los que se enfrentan los ingenieros aeroespaciales, debido al peligro que representa para los satélites. En este contexto, los miembros del Grupo de Computación Científica GRUCACI de la Universidad de La Rioja han desarrollado unmétodo para eliminar satélites en órbitas altamente elípticas HEO cuando terminan su misión.
las órbitas HEO son muy excéntricas la posición más alejada puede estar diez veces más lejos de la Tierra que la más cercana e inclinada 60 grados o más con respecto al ecuador; su evolución está fuertemente influenciada por los efectos gravitacionales del ecuatorial de la Tierrabulto y la atracción de la Luna y el Sol.
Ambos efectos pueden hacer que los satélites colocados en este tipo de órbitas crucen dos regiones 'protegidas' órbitas terrestres bajas, LEO y órbitas geoestacionarias, GEO durante largos períodos de tiempo, lo que aumenta el riesgo de colisiones con los numerosos satélites que operanen ellos. Además, la probabilidad de una reentrada incontrolada en las capas inferiores de la atmósfera de la Tierra también aumenta.
"Nuestra investigación se ha centrado en aprovechar los mismos efectos gravitacionales que afectan a las órbitas HEO para reducir el costo de eliminar los satélites que operan en ellos una vez que se han jubilado", Roberto Armellin, coautor del trabajo,explica a Sinc.
"Algunos propulsores deben reservarse para realizar las maniobras de eliminación de satélites, por lo que no pueden usarse para extender la duración de la misión, lo que lo hace más costoso", agrega el investigador, "por lo que hemos desarrollado una metodología destinada a reducirla cantidad de propelente necesaria y, por lo tanto, el costo asociado "
Los investigadores han realizado su estudio, que han publicado en la revista Avances en la investigación espacial , como un problema de optimización matemática en el que varios objetivos deben cumplirse simultáneamente, y lo han resuelto mediante un algoritmo evolutivo basado en la evolución biológica.
También han utilizado su propio software de propagación de órbita, que está diseñado para propagar la evolución de un orbitador durante 100 años en solo unos segundos. Este programa permite encontrar las mejores condiciones e instantes para que los satélites vuelvan a entrar en la atmósfera de la Tierra, donde pueden desintegrarse de forma segura con un riesgo mínimo para otros satélites.
Validez del método probado en INTEGRAL
Para probar la efectividad de su metodología, los investigadores la han aplicado a la misión INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea ESA, un observatorio espacial de rayos gamma avanzado lanzado en 2002.
"Los resultados de la simulación sugieren diseñar maniobras para que el satélite INTEGRAL vuelva a entrar en la atmósfera de la Tierra y luego se desintegre, durante el período de septiembre de 2028 a julio de 2029, de manera controlada y con un costo que se reduce enla amplificación de los efectos gravitacionales naturales ", señala Armellin.
Esta solución coincide con la estrategia real adoptada por la ESA para eliminar INTEGRAL, que ha disparado sus motores cuatro veces este año para volver a ingresar de manera segura y con un costo reducido en febrero de 2029.
Las últimas regulaciones de la ESA sobre desechos espaciales requieren que, una vez alcanzado el final de la vida útil, si un satélite continúa atravesando la región protegida de LEO debe volver a ingresar a la atmósfera de la Tierra y desintegrarse antes de los 25 años. INTEGRAL se vapara cumplir con estas regulaciones, a pesar de que no estaba obligado, debido a su fecha de lanzamiento.
El estudio del equipo de GRUCACI también demuestra que es posible seleccionar algunas regiones de latitud de manera que el reingreso satelital se realice con el mínimo riesgo de causar daños a las áreas pobladas de la Tierra.
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