Un equipo de investigadores de la Universidad de Tohoku en Japón ha desarrollado un revolucionario sistema de propulsión de plasma diseñado para abordar la creciente amenaza de la basura espacial en la órbita terrestre baja (LEO). Esta tecnología busca desorbitar de forma segura los desechos peligrosos, mitigando así los riesgos de colisión para los satélites operativos y la Estación Espacial Internacional (ISS).
La acumulación de satélites inactivos, etapas de cohetes desechados y fragmentos en LEO representa un peligro significativo para las naves espaciales activas. Estos objetos, que viajan a velocidades superiores a los 7 km/s, pueden causar daños considerables en caso de impacto. El síndrome de Kessler describe una cascada de colisiones que podría generar aún más desechos, creando un ciclo auto-perpetuado de impactos. Se estima que existen millones de fragmentos de basura espacial, muchos de ellos demasiado pequeños para ser rastreados, pero capaces de causar daños catastróficos debido a su alta velocidad.
El profesor asociado Kazunori Takahashi, de la Graduate School of Engineering de la Universidad de Tohoku, ha desarrollado un "propulsor de plasma sin electrodos tipo eyección de plasma bidireccional". Este sistema expulsa plasma en dos direcciones opuestas: una hacia el objeto de desecho y otra en sentido contrario. Esta configuración simétrica permite que el satélite de eliminación mantenga su posición mientras aplica una fuerza de desaceleración al objetivo. A diferencia de los métodos de contacto directo, como brazos robóticos o redes, que conllevan el riesgo de enredo, el propulsor de plasma ofrece una alternativa sin contacto, reduciendo la complejidad y el peligro inherente a estas operaciones.
En experimentos de laboratorio, el propulsor demostró la capacidad de ejercer una fuerza de desaceleración de aproximadamente 25 miliNewtons (mN) con una potencia de entrada de 5 kilovatios (kW). Este rendimiento se acerca a los 30 mN estimados como necesarios para desorbitar un objeto de 1 tonelada y 1 metro de diámetro en aproximadamente 100 días. Un aspecto prometedor de este sistema es su capacidad para operar con argón como propelente, un gas más económico y abundante en comparación con otros utilizados en propulsión espacial, lo que aumenta la viabilidad y el costo-efectividad de las misiones de limpieza a gran escala.
Si bien la tecnología ha mostrado un gran potencial en entornos de laboratorio controlados, la investigación y el desarrollo continúan para abordar desafíos como la expansión del plasma en el espacio, la interacción haz-desecho y la escalabilidad del sistema. Las futuras demostraciones en cámaras de simulación espacial y, finalmente, en órbita, serán pasos cruciales para su implementación operativa. El desarrollo de este propulsor de plasma bidireccional representa un avance significativo en las tecnologías activas de eliminación de desechos, ofreciendo una solución escalable, segura y rentable para garantizar la sostenibilidad de las actividades humanas en el espacio y la preservación de un entorno orbital seguro para las futuras generaciones.