El ejército estadounidense pensó que había despejado las cubiertas cuando, el 9 de julio de 1962, lanzó una bomba nuclear de 1,4 megatones a unos 400 kilómetros en el espacio: Los satélites en órbita estaban a salvo fuera del alcance de la explosión. Pero en los meses que siguieron a la prueba, llamada Starfish Prime, los satélites comenzaron a guiñar el ojo uno por uno, incluyendo el primer satélite de comunicaciones del mundo, Telstar. Hubo un efecto secundario inesperado: Electrones de alta energía, desprendidos por los desechos radioactivos y atrapados por el campo magnético de la Tierra, estaban frustrando la electrónica y los paneles solares de los satélites.
Starfish Prime y otras pruebas soviéticas similares podrían ser descartadas como desventuras de la Guerra Fría, para no repetirlas nunca. Después de todo, ¿qué potencia nuclear querría contaminar el espacio con partículas que pudieran eliminar sus propios satélites, críticos para la comunicación, la navegación y la vigilancia? Pero los planificadores militares temen que Corea del Norte pueda ser una excepción: Tiene armas nucleares pero no tiene ni un solo satélite en funcionamiento entre los miles que están en órbita. Se refieren silenciosamente a una explosión orbital sorpresiva como un potencial «Pearl Harbor del espacio».
Y así, sin fanfarronear, los científicos de defensa están tratando de idear una cura. Tres experimentos espaciales -uno ahora en órbita y dos listos para ser lanzados en 2021- tienen como objetivo reunir datos sobre cómo drenar los electrones de alta energía atrapados por el campo magnético de la Tierra en los cinturones de radiación que rodean el planeta. El proceso, llamado remediación del cinturón de radiación (RBR), ya ocurre naturalmente, cuando las ondas de radio del espacio profundo o de la Tierra -nuestra propia charla de radio, por ejemplo, o las emisiones de los electrones atrapados en los cinturones de radiación de Van Allen de la Tierra- llegan a la atmósfera superior, donde rápidamente liberan energía, a menudo provocando auroras
«La precipitación natural ocurre todo el tiempo», dice Craig Rodger, un físico espacial de la Universidad de Otago. Pero no sería ni de cerca lo suficientemente rápido para drenar los cinturones de radiación cargados de energía nuclear, donde los flujos de electrones pueden ser millones de veces más altos que en los cinturones de Van Allen de la Tierra.
Los científicos pudieron vislumbrar una posible solución gracias a las Sondas Van Allen de la NASA, que se lanzaron en 2012 y se metieron y sacaron de los cinturones de radiación de la Tierra hasta que la misión terminó el verano pasado. Ofreció una inmersión profunda en los procesos de remediación natural, mostrando cómo las ondas de radio resuenan con electrones de alta energía, dispersándolos por las líneas del campo magnético y barriéndolos fuera de los cinturones. «En comparación con hace 10 años, sabemos mucho más sobre cómo funcionan estas interacciones onda-partícula», dice Geoff Reeves, físico espacial del Laboratorio Nacional de Los Álamos.
Ahora, los investigadores están listos para probar la remediación artificial, mediante la transmisión de ondas de radio a los cinturones. Los físicos han hecho pruebas usando las torres de antena de muy baja frecuencia (VLF) de la Marina de los Estados Unidos, poderosas instalaciones usadas para comunicarse con los submarinos, dice Dan Baker, director del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, en Boulder, y uno de los investigadores principales de las Sondas Van Allen. Las antenas del Programa de Investigación de Aurora Activa de Alta Frecuencia en Alaska y la antena parabólica gigante del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico también podrían ser reclutadas para generar haces de radio de limpieza.
Una plataforma RBR en órbita, más cercana al objetivo, podría ser más eficaz. En junio de 2019, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos lanzó lo que considera la mayor estructura no tripulada que jamás haya volado en el espacio: la antena dipolo DSX. Casi tan larga como un campo de fútbol americano, la misión principal de DSX es transmitir ondas VLF a los cinturones de Van Allen y medir las partículas precipitadas con detectores a bordo. «Es una nueva forma de pinchar los cinturones y explorar cuestiones básicas de la física espacial», dice el investigador principal de DSX, James McCollough, del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea.
Un equipo de científicos de Los Álamos y del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA está encabezando un segundo experimento sobre la precipitación de VLF. En abril de 2021, el equipo planea lanzar un cohete de sondeo que lleva el Experimento de Interacciones de Plasma en Rayos, un acelerador en miniatura que crearía un rayo de electrones, que a su vez generaría ondas VLF capaces de barrer partículas. Reeves, quien dirige el experimento, cree que el compacto acelerador de electrones podría ser, en última instancia, una mejor escoba que una gigantesca antena VLF. «Si lo validamos con este experimento, tenemos mucha más confianza en que podemos escalarlo a una potencia mayor», dice.
Un tercer experimento podría convencer a la propia atmósfera para que genere ondas turbulentas que atraerán a los electrones. En el verano de 2021, el Laboratorio de Investigación Naval planea lanzar una misión llamada Mediciones Espaciales de una Turbulencia Lanzada por un Cohete. Un cohete de sondeo volará hacia la ionosfera -una capa atmosférica a cientos de kilómetros de altura que está inundada de iones y electrones- y expulsará 1,5 kilogramos de átomos de bario. Ionizado por la luz solar, el bario crearía un anillo de plasma en movimiento que emitiría ondas de radio: esencialmente una versión espacial de un magnetrón, el aparato utilizado en los hornos de microondas.
Las misiones deberían ayudar a mostrar qué sistema de RBR es más factible, aunque un sistema operacional puede estar a años luz. Cualquiera que sea la tecnología, podría traer riesgos. Una limpieza espacial a gran escala podría arrojar tanta energía a la atmósfera superior como las tormentas geomagnéticas causadas por las ocasionales erupciones del Sol. Al igual que ellas, podría interrumpir la navegación y la comunicación de los aviones. Y generaría montones de óxidos de nitrógeno y óxidos de hidrógeno, que podrían corroer la capa de ozono de la estratosfera. «No sabemos cuán grande sería el efecto», dice Allison Jaynes, física espacial de la Universidad de Iowa.
Además de la protección contra una explosión nuclear, la tecnología RBR podría tener un dividendo civil, señala Jaynes. La NASA y otras agencias espaciales han luchado durante mucho tiempo para proteger a los astronautas de los cinturones de Van Allen y otras fuentes de radiación en su camino hacia y desde el espacio profundo. Los transmisores VLF podrían utilizarse para eliminar los electrones de alta energía justo antes de que una nave espacial entre en una zona de peligro. «Cuando nos convirtamos en viajeros espaciales más activos», dice, «podría proporcionar un paso seguro a través de los cinturones de radiación».