A lo largo de casi setenta años de vuelos espaciales, unos 10.000 satélites y cohetes intactos reentraron en la atmósfera, y muchos más lo harían en el futuro. Sin embargo, para ser un acontecimiento tan frecuente, aún se carecía de una visión clara de lo que realmente le sucede a un satélite durante sus últimos momentos mientras se quema. La ESA se estaba preparando para la misión Draco (del inglés Destructive Reentry Assessment Container Object), que recogería mediciones únicas durante una reentrada y ruptura reales de un satélite desde el interior. Una cápsula especialmente diseñada para sobrevivir a la destrucción transmitiría la valiosa telemetría poco después.

Las reentradas evitan los desechos espaciales

Deimos firmó un primer contrato por valor de 3 millones de euros para iniciar el desarrollo del satélite. La misión Draco es una pequeña y rápida misión de seguridad espacial cuyo lanzamiento está previsto para 2027.

Para mantener limpias las valiosas órbitas de la Tierra y evitar la creación de más desechos espaciales, es importante retirar rápidamente un satélite de la órbita una vez finalizada su misión. La ESA está comprometida con su ambicioso planteamiento de «basura cero«, que pondría fin a la generación de más desechos espaciales de aquí a 2030.

Los satélites podrían construirse para realizar reentradas controladas o, con algo más de esfuerzo, algunos podrían efectuar reentradas asistidas o dirigidas. Sin embargo, sería más eficiente cumplir con las directrices de reducción de desechos espaciales si se «diseñan para su desaparición» desde el principio y se desintegran completamente durante la reentrada.

Quemar y no quemar

«La ciencia de la reentrada es un componente esencial de los trabajos de diseño para la desintegración. Necesitábamos conocer mejor lo que sucedía cuando los satélites se quemaban en la atmósfera y validar nuestros modelos de reentrada», afirmaba Holger Krag, director de Seguridad Espacial de la ESA. «Por eso, los datos únicos recogidos por Draco ayudarían a guiar el desarrollo de nuevas tecnologías para construir satélites con mayor capacidad para destruirse de aquí a 2030».

Otro elemento importante de las reentradas es su efecto en la propia atmósfera, un campo de investigación cada vez más significativo a medida que aumentaba el número de lanzamientos y reentradas. Estudiar cómo se desgastan y desprenden las piezas y partículas de los materiales de las naves espaciales en la atmósfera superior podría proporcionar información sobre qué subproductos se generan y dónde. Esto permite a los científicos conocer el impacto medioambiental, lo que llevaría a diseños más sostenibles en el futuro.

«Si bien era difícil obtener datos de un satélite durante su destrucción, actualmente era imposible recrear las circunstancias exactas sobre el terreno. Podíamos recurrir a la experimentación para probar diversos materiales y elementos de una nave espacial en túneles de viento a escala limitada», afirmaba Stijn Lemmens, jefe de proyecto de Draco en la oficina de desechos espaciales de la ESA. «Pero aún no era posible imitar fielmente la increíble velocidad, la fuerza y los movimientos de una reentrada incontrolada. Para imitaciones más completas, el modelado virtual era una gran herramienta que podía manejar cualquier extremo, pero necesitaba calibración y conjuntos de datos en los que basarse».

Para obtener este nuevo y exclusivo conjunto de datos, había que construir un satélite que pudiera destruirse y que llevara a bordo una cápsula indestructible para realizar observaciones in situ, lo que planteaba sus propias dificultades.

La corta vida de Draco

El satélite Draco final, de unos 200 kg de peso y del tamaño de una lavadora, no tendría un sistema de propulsión ni sistemas de navegación y comunicación conectados, ya que no se controlaría directamente. La mayoría de las reentradas eran incontroladas, los satélites permanecían pasivos mientras la atmósfera los engullía, y el objetivo de Draco era imitar una reentrada típica en la medida de lo posible.

En cambio, Draco aprovecharía las capacidades de dirección del cohete con el que se lanzaba para alinearse para una reentrada rápida. Tras un vuelo de no más de 12 horas, durante el cual alcanzaría una altitud máxima de 1000 km, Draco reentraría sobre una zona deshabitada del océano, sus 200 sensores y 4 cámaras registrarían su abrasadora desaparición y almacenarían el resultado de forma segura en la cápsula.

Cuando el satélite se hubiera quemado, se enfrentaría a su siguiente obstáculo. La cápsula de 40 cm podría girar y caer a gran velocidad, pero tendría que ser capaz de abrir un paracaídas independientemente de su orientación y velocidad iniciales.

Una vez desplegado el paracaídas, la cápsula descendería más suavemente, lo que le permitiría conectarse con un satélite geoestacionario situado por encima para transmitir los datos recogidos. La cápsula dispondría de unos 20 minutos para enviar la telemetría antes de precipitarse al océano y concluir la misión.

«Draco es una misión apasionante que arrojará luz sobre muchas de las incógnitas que se planteaban durante las reentradas de satélites. Lo irónico es que el desarrollo de su nave y su cápsula se beneficiaría sobre todo de los datos que recopilaría», afirmaba Tim Flohrer, director de la oficina de desechos espaciales de la ESA. «Draco nos sacaría del bucle del huevo y la gallina y crearía un conjunto de datos diferente para calibrar nuestros sistemas y modelos, avanzando en la implantación de tecnologías de cero desechos en un futuro próximo».