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17 enero 2023

Vuelos espaciales, una lacra para el clima y el ozono

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Desde el soviético Sputnik-1 en 1957, el primer satélite artificial en la órbita terrestre, se han lanzado al espacio más de 30.000 cohetes, incluyendo vuelos orbitales y suborbitales. Estos vehículos espaciales utilizan combustibles que dejan una huella medioambiental y climática. Y aunque la cifra de lanzamientos pueda parecer ridícula si se compara con el tráfico aéreo y rodado, los científicos alertan de que hay ciertas razones que hacen de los vuelos espaciales una creciente preocupación para el clima y el medio ambiente, sobre todo con el despegue del turismo espacial previsto para las próximas décadas.

En tiempos de la carrera espacial entre EEUU y la URSS, todo se sacrificaba por un objetivo: ganar. El dinero fluía a espuertas sin necesidad de un retorno de la inversión, y todo era desechable. El concepto de sostenibilidad aún no se había popularizado, y los impactos medioambientales estaban fuera de toda consideración. Una de las consecuencias de esta mentalidad ha sido la acumulación de basura espacial: la US Space Surveillance Network tiene catalogados más de 28.000 objetos mayores de 5 centímetros en la órbita terrestre, de los cuales solo unos 4.000 son satélites operativos; el resto es chatarra. Muchos de estos objetos son satélites viejos y etapas de cohetes que contienen combustible.

Hoy la visión ha cambiado radicalmente. La necesidad de que la carrera espacial del siglo XXI se ciña a criterios de sostenibilidad económica ha propiciado la entrada de operadores privados con propuestas de vehículos reutilizables y ambiciones de rentabilizar sus inversiones, lo que incluye el desarrollo del turismo espacial. Pero también estamos inmersos en una emergencia climática, y actualmente el impacto ambiental es una preocupación clave en toda actividad humana. Ante este panorama, los científicos se preguntan: ¿debemos preocuparnos por el impacto ambiental y climático de las misiones al espacio?

Destrucción total del ozono estratosférico

A grandes rasgos, los cohetes y naves espaciales utilizan principalmente cuatro tipos de combustible: queroseno (RP-1, o Rocket Propellant-1), hidracina (un compuesto de nitrógeno, N2H4) y sus derivados, hidrógeno líquido y distintos combustibles sólidos. El nuevo cohete Space Launch System de la NASA utiliza combustible sólido junto con hidrógeno y oxígeno líquidos, mientras que los de SpaceX y los Soyuz rusos utilizan queroseno. La muy tóxica hidracina, que los ingenieros deben manejar con trajes de protección, es común en los satélites y en naves como la cápsula Crew Dragon de SpaceX. Al quemarse, los combustibles emiten vapor de agua y óxidos de nitrógeno (NOx); algunos producen el llamado carbono negro u hollín (partículas de carbono), CO2, alúmina (óxido de aluminio, Al2O3) y gas cloro. La reentrada en la atmósfera de la basura espacial produce NOx debido al calor generado.

Entre finales del siglo pasado y comienzos de este, los científicos comenzaron a interesarse en los efectos atmosféricos de estas emisiones. Muchos de los contaminantes, como el cloro o la alúmina, destruyen el ozono estratosférico, el de la famosa capa que nos protege de la radiación solar. Estudios pioneros revelaron que los cohetes propulsados por combustibles sólidos y queroseno causaban una destrucción total del ozono en la estela dejada a su paso, pero que había también un efecto, aunque pequeño, por la dispersión de estos contaminantes.

BBVA-OpenMind-Yanes-Vuelos espaciales amenaza para el clima y la capa de ozono_1 Tanto el combustible sólido del Space Launch System (izquierda), como la hidracina de la cápsula Crew Dragon (centro) o el queroseno de los Soyuz (derecha) son altamente contaminantes. Crédito: Getty Images.
Tanto el combustible sólido del Space Launch System (izquierda), como la hidracina de la cápsula Crew Dragon (centro) o el queroseno de los Soyuz (derecha) son altamente contaminantes. Crédito: Getty Images

Más recientemente, otros estudios han analizado el impacto de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) —como CO2 y vapor de agua—, del carbono negro y de otros contaminantes que contribuyen al calentamiento global, como los NOx. Aunque la cantidad de combustibles quemados por los cohetes es menos del 1% de la utilizada por los aviones comerciales, y por lo tanto sus emisiones son mucho menores, el problema es dónde se liberan; según explica a OpenMind el químico atmosférico Christopher Maloney, del Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences de la Universidad de Colorado y la Administración Atmosférica y Oceánica de EEUU, “los cohetes difieren en que liberan el carbono negro directamente en la estratosfera; debido al transporte atmosférico relativamente lento, el carbono negro puede persistir en esta región de la atmósfera mucho más tiempo (3-5 años)”. Maloney añade que, en el caso de los cohetes, la proporción de carbono negro emitido frente al total de sus emisiones es mucho mayor, por lo que “se necesita lanzar menos cohetes para igualar la cantidad de carbono negro emitida por los aviones”.

Nuevos combustibles más limpios

El resultado es que el impacto climático de estas emisiones es comparativamente mucho mayor que el de las terrestres: según la experta del University College London (UCL) Eloise Marais, el carbono negro en la alta y media atmósfera “tiene un efecto de calentamiento 500 veces mayor que a niveles próximos a la Tierra”. Y dado que, debido a la gran cantidad de combustible que consumen los cohetes y naves, se emiten unas 100 veces más GEI por pasajero que en un vuelo comercial de larga distancia, los científicos están alarmados por el previsible crecimiento del turismo espacial —en vuelos orbitales y suborbitales— por parte de compañías como SpaceX, Blue Origin o Virgin Galactic.

En un estudio de 2022, Marais y sus colaboradores calculan que en solo tres años el calentamiento debido al carbono negro del turismo espacial podría suponer un 6% del total global causado por este contaminante, a pesar de que las emisiones solo representarían un 0,02%. Otro estudio de 2022 dirigido por Maloney estimaba que una multiplicación por 10 de las emisiones por el turismo espacial podría aumentar la temperatura de la estratosfera en 1,5 grados y afectaría a la circulación atmosférica global. En cuanto a la destrucción del ozono, Marais y sus colaboradores concluyen que en una década se reduciría en un 16% la recuperación de esta capa lograda gracias al Protocolo de Montreal, que en 1987 impuso el abandono de los clorofluorocarbonos (CFC).

Los científicos están alarmados por el crecimiento del turismo espacial. En la imagen, el primer turista espacial Dennis Tito (izquierda) y el astronauta ruso Talfat Musabayev desde la Soyuz TM-31. Crédito: Getty Images

Ante estas predicciones y según el coautor del estudio Robert Ryan, del UCL, “la conversación para regular el impacto ambiental de la industria de lanzamientos espaciales debe comenzar ahora, para que podamos minimizar el daño a la capa de ozono estratosférica y al clima”. Hoy los investigadores buscan nuevos combustibles más limpios. Según Maloney, “actualmente la industria se mueve hacia un combustible más limpio basado en metano”. “Usar combustibles más limpios que el queroseno ayudará a minimizar el impacto climático”, añade. No en vano el sector espacial ha sido también pionero en soluciones verdes: en 1958 el satélite estadounidense Vanguard 1 fue la primera aplicación práctica de los paneles solares, entonces una tecnología novedosa.

Javier Yanes

@yanes68

 

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