@CDTIoficial lidera la vigilancia y el seguimiento de la basura espacial en Europa
Juan Carlos Cortés, Director de Espacio, Grandes Instalaciones y Programas Duales y María Antonia Ramos, técnico del departamento de Espacio.
Desde el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik, en el año 1957, el uso del espacio ha crecido exponencialmente. La utilización de satélites ha cambiado la forma de vida de nuestra sociedad, permitiendo aplicaciones impensables hasta hace unos años: cobertura global de radio, televisión, internet y telefonía; observación de la Tierra para un mejor conocimiento del clima, los océanos, la atmósfera y el interior del planeta; sistemas de posicionamiento global para un transporte más seguro, etc.
Sin embargo, los objetos una vez en órbita pueden permanecer alrededor de la Tierra durante largo tiempo, desde meses para alturas bajas -en torno a 300 km-, a cientos de años para la órbita geoestacionaria -unos 36.000 km de altura-. Esto supone un serio problema para la seguridad y sostenibilidad de las actividades espaciales, así como una potencial amenaza a las infraestructuras terrestres y a los ciudadanos cuando estos objetos, finalmente, caen a la tierra.
En la actualidad, Estados Unidos hace un seguimiento, mediante una red global de sensores, de unos 22.000 objetos, de los cuales menos del 4% son satélites operacionales; el resto puede considerarse basura espacial, es decir, satélites que han terminado su vida útil, restos de cohetes usados en los lanzamientos, fragmentos derivados de colisiones y explosiones en órbita, etc. Además, se estima que hay unos 500.000 fragmentos de entre 1 y 10 centímetros y más de 100 millones de partículas menores a 1 centímetro. Es importante tener en cuenta que a las velocidades que se mueven los objetos en órbita, cercanas a los 27.000 km/h, una colisión con una partícula de un centímetro podría provocar grandes daños a un satélite operacional.
En el caso de la caída de objetos espaciales artificiales, comúnmente llamadas reentradas, se estima que se producen, como media, una al día. Sin embargo, en la mayoría de los casos los objetos se desintegran antes de llegar a la Tierra. Existen poco más de 50 objetos documentados que hayan llegado hasta la superficie y solo una persona herida por un fragmento de basura espacial.
Incremento de objetos en órbita
En los próximos años, con el despliegue de las grandes constelaciones, se espera un elevado aumento del número de objetos en órbita. Por lo tanto, será necesario avanzar en nuevos sensores y metodologías para un seguimiento más eficiente y detallado de la situación orbital, así como explorar medidas que mitiguen y permitan frenar la proliferación de la basura espacial. De lo contrario, corremos el riesgo de que, a medio o largo plazo, el espacio ultraterrestre, un recurso crítico y limitado, deje de ser utilizable.
EUSST en el contexto europeo
Dada la importancia del uso y acceso al espacio, y con el despliegue de los sistemas Galileo y Copernicus, en 2014 la Unión Europea decidió crear el Marco de Apoyo a la iniciativa europea European Union Space Surveillance and Tracking (EUSST) para la Vigilancia y el Seguimiento Espacial. Esta medida fue acordada por el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea (Decisión nº 541/2014). A continuación, se adoptó la Decisión de Implementación (C (2014) 6342) por parte de la Unión Europea que establece el procedimiento de la participación de los Estados Miembros en dicho Marco.
View resource
La iniciativa EUSST se constituye como una federación de Estados Miembros que, con el apoyo y financiación de la CE, cooperan sumando sus sistemas nacionales de Vigilancia y Seguimiento Espacial para un proyecto común con el objetivo de generar capacidad y autonomía en Europa.
En concreto, este programa persigue los siguientes objetivos específicos:
El Acuerdo por el cual se formalizó la participación de España en el Marco de Apoyo EUSST, se firmó en junio de 2015 y esta iniciativa comenzó en enero de 2016. El consorcio inicial estaba compuesto por cinco países: Alemania, representada por DLR; Francia, representada por CNES; Italia, representada por ASI; Reino Unido, representado por UKSA y España, representada por el CDTI .
El CDTI asumió, entre otras funciones, la representación de nuestro país en los Comités Técnicos y Grupos de Trabajo de la Comisión Europea y de la Agencia Europea del Espacio sobre el espacio, y, en particular, sobre las temáticas de Reconocimiento de la Situación en el Espacio (SSA, por sus siglas en inglés) y Vigilancia y Seguimiento Espacial (SST, por sus siglas en inglés).
En diciembre de 2018, se incorporaron tres nuevos países: Polonia, representada por POLSA; Portugal, por el Grupo de Trabajo SST y Rumanía, por ROSA. Por tanto, actualmente son ocho los Estados Miembros de la UE que participan en este programa y están representados por las entidades nacionales designadas para su gestión. Por otra parte, este consorcio firmó un Acuerdo de Implementación con el Centro Europeo de Satélites (SatCen), que actualmente actúa como portal de usuario.
El papel del CDTI en SST
España, a través del CDTI, lidera las actividades de vigilancia y seguimiento espacial que se desarrollan en el programa SST. A continuación se describen las competencias que ostenta nuestro país:
Centro Español de Vigilancia y Seguimiento Espacial
La red de sensores envía a diario miles de datos correspondientes a los objetos que permanecen en órbita alrededor de la Tierra. Estos datos son procesados en el S3TOC que mantiene un catálogo propio con más de dos mil objetos, de los cuales alrededor de un 10% no están declarados en el catálogo público de Estados Unidos.
Usando el catálogo propio, así como datos proporcionados por terceros -órbitas precisas de los operadores, catálogo público estadounidense, datos de actividad solar, etc.- calcula potenciales riesgos de colisión y, en caso necesario, se pone en contacto con los usuarios registrados para alertarles, dándoles soporte en la decisión de las medidas que tienen que adoptar para minimizar el riesgo.
Red de sensores
Radar de Vigilancia Espacial
Por otra parte, España está desarrollando un Radar de Vigilancia Espacial (S3TSR) de altas prestaciones y único en Europa por su concepto de escalabilidad. El S3TSR, a través de la colaboración con el Ministerio de Defensa, está instalado en la Base Aérea de Morón de la Frontera.
Radar S3TSR de vigilancia espacial
La primera versión entró en funcionamiento a finales de 2018. En la actualidad, realiza el seguimiento de unos 1.900 objetos por día, siendo capaz de detectar objetos de aproximadamente 2 m² a 1.000 km de distancia. En el futuro, podrá realizar el seguimiento de hasta 8.000 objetos por día, con un tamaño de 5 cm² a 1.000 km. Durante su primer año de operación ha participado en eventos tan relevantes como la detección temprana, pocas horas tras el suceso, de los fragmentos procedentes del ejercicio anti-satelital.
Láser del Real Observatorio de la Armada
Inversión en tecnologías muy innovadoras
Para finalizar, me gustaría resaltar que para que España pueda consolidar esta posición de liderazgo, el CDTI lleva más de una década invirtiendo en tecnologías críticas de vigilancia y seguimiento espacial. Entre los hitos más importantes cabe destacar:
En definitiva, el CDTI tiene como objetivo consolidar la actual posición de liderazgo de España durante la próxima década, continuando con la inversión en el sistema español para desarrollar la segunda generación del S3T. Para ello, está previsto disponer de unos fondos estimados en unos 80 millones de euros para el periodo 2020 – 2027. Así, nuestro país aspira a mantener su posición en el futuro programa europeo de vigilancia espacial cuyo presupuesto para el periodo 2021 a 2027 se estima entre 200 y 300 millones de euros.
CDTI
El CDTI es el órgano de la Administración General del Estado que apoya la innovación basada en conocimiento, asesorando y ofreciendo ayudas públicas a la innovación mediante subvenciones o ayudas parcialmente reembolsables. El CDTI también internacionaliza los proyectos empresariales de I+D e innovación de empresas y entidades españolas y gestiona la participación española en los organismos internacionales de I+D+I, como Horizonte2020 y Eureka, y en las industrias de la Ciencia y el Espacio. Adicionalmente, a través de la iniciativa Innvierte Economía Sostenible, apoya y facilita la capitalización de empresas tecnológicas.
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Desde el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik, en el año 1957, el uso del espacio ha crecido exponencialmente. La utilización de satélites ha cambiado la forma de vida de nuestra sociedad, permitiendo aplicaciones impensables hasta hace unos años: cobertura global de radio, televisión, internet y telefonía; observación de la Tierra para un mejor conocimiento del clima, los océanos, la atmósfera y el interior del planeta; sistemas de posicionamiento global para un transporte más seguro, etc.
Sin embargo, los objetos una vez en órbita pueden permanecer alrededor de la Tierra durante largo tiempo, desde meses para alturas bajas -en torno a 300 km-, a cientos de años para la órbita geoestacionaria -unos 36.000 km de altura-. Esto supone un serio problema para la seguridad y sostenibilidad de las actividades espaciales, así como una potencial amenaza a las infraestructuras terrestres y a los ciudadanos cuando estos objetos, finalmente, caen a la tierra.
En la actualidad, Estados Unidos hace un seguimiento, mediante una red global de sensores, de unos 22.000 objetos, de los cuales menos del 4% son satélites operacionales; el resto puede considerarse basura espacial, es decir, satélites que han terminado su vida útil, restos de cohetes usados en los lanzamientos, fragmentos derivados de colisiones y explosiones en órbita, etc. Además, se estima que hay unos 500.000 fragmentos de entre 1 y 10 centímetros y más de 100 millones de partículas menores a 1 centímetro. Es importante tener en cuenta que a las velocidades que se mueven los objetos en órbita, cercanas a los 27.000 km/h, una colisión con una partícula de un centímetro podría provocar grandes daños a un satélite operacional.
En el caso de la caída de objetos espaciales artificiales, comúnmente llamadas reentradas, se estima que se producen, como media, una al día. Sin embargo, en la mayoría de los casos los objetos se desintegran antes de llegar a la Tierra. Existen poco más de 50 objetos documentados que hayan llegado hasta la superficie y solo una persona herida por un fragmento de basura espacial.
Incremento de objetos en órbita
En los próximos años, con el despliegue de las grandes constelaciones, se espera un elevado aumento del número de objetos en órbita. Por lo tanto, será necesario avanzar en nuevos sensores y metodologías para un seguimiento más eficiente y detallado de la situación orbital, así como explorar medidas que mitiguen y permitan frenar la proliferación de la basura espacial. De lo contrario, corremos el riesgo de que, a medio o largo plazo, el espacio ultraterrestre, un recurso crítico y limitado, deje de ser utilizable.
EUSST en el contexto europeo
Dada la importancia del uso y acceso al espacio, y con el despliegue de los sistemas Galileo y Copernicus, en 2014 la Unión Europea decidió crear el Marco de Apoyo a la iniciativa europea European Union Space Surveillance and Tracking (EUSST) para la Vigilancia y el Seguimiento Espacial. Esta medida fue acordada por el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea (Decisión nº 541/2014). A continuación, se adoptó la Decisión de Implementación (C (2014) 6342) por parte de la Unión Europea que establece el procedimiento de la participación de los Estados Miembros en dicho Marco.
View resource
La iniciativa EUSST se constituye como una federación de Estados Miembros que, con el apoyo y financiación de la CE, cooperan sumando sus sistemas nacionales de Vigilancia y Seguimiento Espacial para un proyecto común con el objetivo de generar capacidad y autonomía en Europa.
En concreto, este programa persigue los siguientes objetivos específicos:
- Reducir el riesgo de las operaciones en órbita de los satélites europeos mediante un servicio de aviso de colisiones.
- Reducir el riesgo en los lanzamientos de satélites europeos.
- Monitorizar aquellas reentradas incontroladas de satélites o basura espacial que pudiesen suponer un riesgo.
- Prevenir la proliferación de basura espacial.
El Acuerdo por el cual se formalizó la participación de España en el Marco de Apoyo EUSST, se firmó en junio de 2015 y esta iniciativa comenzó en enero de 2016. El consorcio inicial estaba compuesto por cinco países: Alemania, representada por DLR; Francia, representada por CNES; Italia, representada por ASI; Reino Unido, representado por UKSA y España, representada por el CDTI .
El CDTI asumió, entre otras funciones, la representación de nuestro país en los Comités Técnicos y Grupos de Trabajo de la Comisión Europea y de la Agencia Europea del Espacio sobre el espacio, y, en particular, sobre las temáticas de Reconocimiento de la Situación en el Espacio (SSA, por sus siglas en inglés) y Vigilancia y Seguimiento Espacial (SST, por sus siglas en inglés).
En diciembre de 2018, se incorporaron tres nuevos países: Polonia, representada por POLSA; Portugal, por el Grupo de Trabajo SST y Rumanía, por ROSA. Por tanto, actualmente son ocho los Estados Miembros de la UE que participan en este programa y están representados por las entidades nacionales designadas para su gestión. Por otra parte, este consorcio firmó un Acuerdo de Implementación con el Centro Europeo de Satélites (SatCen), que actualmente actúa como portal de usuario.
El papel del CDTI en SST
España, a través del CDTI, lidera las actividades de vigilancia y seguimiento espacial que se desarrollan en el programa SST. A continuación se describen las competencias que ostenta nuestro país:
- El CDTI es el coordinador del Space Surveillance and Tracking Support Framework de la Unión Europea (EUSST SF). En este sentido, este organismo lidera la gestión programática y financiera, representando al consorcio frente a la Comisión Europea y la REA (Research Executire Agency).
- El CDTI ostenta la presidencia del Comité Técnico del programa SST. Este Comité es el órgano de decisión para los asuntos técnicos que determinarán el futuro desarrollo del sistema europeo del SST como son la integración de nuevos sensores, los estudios en tecnologías alternativas para la detección de objetos y procesado de datos, la evolución de los servicios existentes y la incorporación de otros nuevos, entre otros.
- España cuenta con una red de sensores, conectada al Centro Español de Vigilancia y Seguimiento Espacial (S3TOC), que gestiona el CDTI. Desde el S3TOC, y en coordinación con el centro francés, se provee, a los usuarios europeos registrados, de un servicio de alertas de colisión tomando como referencia los 132 satélites actualmente operativos.
Centro Español de Vigilancia y Seguimiento Espacial
La red de sensores envía a diario miles de datos correspondientes a los objetos que permanecen en órbita alrededor de la Tierra. Estos datos son procesados en el S3TOC que mantiene un catálogo propio con más de dos mil objetos, de los cuales alrededor de un 10% no están declarados en el catálogo público de Estados Unidos.
Usando el catálogo propio, así como datos proporcionados por terceros -órbitas precisas de los operadores, catálogo público estadounidense, datos de actividad solar, etc.- calcula potenciales riesgos de colisión y, en caso necesario, se pone en contacto con los usuarios registrados para alertarles, dándoles soporte en la decisión de las medidas que tienen que adoptar para minimizar el riesgo.
Red de sensoresRadar de Vigilancia Espacial
Por otra parte, España está desarrollando un Radar de Vigilancia Espacial (S3TSR) de altas prestaciones y único en Europa por su concepto de escalabilidad. El S3TSR, a través de la colaboración con el Ministerio de Defensa, está instalado en la Base Aérea de Morón de la Frontera.
Radar S3TSR de vigilancia espacialLa primera versión entró en funcionamiento a finales de 2018. En la actualidad, realiza el seguimiento de unos 1.900 objetos por día, siendo capaz de detectar objetos de aproximadamente 2 m² a 1.000 km de distancia. En el futuro, podrá realizar el seguimiento de hasta 8.000 objetos por día, con un tamaño de 5 cm² a 1.000 km. Durante su primer año de operación ha participado en eventos tan relevantes como la detección temprana, pocas horas tras el suceso, de los fragmentos procedentes del ejercicio anti-satelital.
Láser del Real Observatorio de la ArmadaInversión en tecnologías muy innovadoras
Para finalizar, me gustaría resaltar que para que España pueda consolidar esta posición de liderazgo, el CDTI lleva más de una década invirtiendo en tecnologías críticas de vigilancia y seguimiento espacial. Entre los hitos más importantes cabe destacar:
- Año 2008: España fue el máximo contribuyente en el programa de Vigilancia de la ESA, con el 30% (18 millones de euros). Esta inversión, en una fase temprana del programa, sentó las bases para la participación, desde una posición privilegiada, en las siguientes actividades, tanto nacionales como europeas:
- Año 2014: España invirtió 21,3 millones de euros para desarrollar un Sistema de Vigilancia Espacial propio (S3T) formado por una red de telescopios y un láser (S3TSN), un centro de operaciones (S3TOC) y un radar de vigilancia (S3TSR).
- Periodo 2014-20: La UE define el programa de apoyo EUSST y España obtiene un total de 37,04 millones de euros (22,3% del total).
En definitiva, el CDTI tiene como objetivo consolidar la actual posición de liderazgo de España durante la próxima década, continuando con la inversión en el sistema español para desarrollar la segunda generación del S3T. Para ello, está previsto disponer de unos fondos estimados en unos 80 millones de euros para el periodo 2020 – 2027. Así, nuestro país aspira a mantener su posición en el futuro programa europeo de vigilancia espacial cuyo presupuesto para el periodo 2021 a 2027 se estima entre 200 y 300 millones de euros.
CDTI
El CDTI es el órgano de la Administración General del Estado que apoya la innovación basada en conocimiento, asesorando y ofreciendo ayudas públicas a la innovación mediante subvenciones o ayudas parcialmente reembolsables. El CDTI también internacionaliza los proyectos empresariales de I+D e innovación de empresas y entidades españolas y gestiona la participación española en los organismos internacionales de I+D+I, como Horizonte2020 y Eureka, y en las industrias de la Ciencia y el Espacio. Adicionalmente, a través de la iniciativa Innvierte Economía Sostenible, apoya y facilita la capitalización de empresas tecnológicas.
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- Ministerio de Defensa: sitio web – Twitter – LinkedIn
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- Centre National d’Études Spatiales (CNES): sitio web – Twitter – LinkedIn
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