¿Contaminan demasiado los cohetes?

Con el creciente número de lanzamientos espaciales cada año, tal vez sea hora de plantearnos las consideraciones ambientales de la industria aeroespacial. No solo contaminan más que otros medios de transporte, sino que su contaminación alcanza regiones de la atmósfera inaccesibles para el resto.

 

Durante la última década, la cantidad de cohetes que han alcanzado el espacio no ha hecho más que aumentar año tras año , hasta convertirse 2021 en el año con más lanzamientos de la historia, con 135 lanzamientos exitosos, superando incluso a la época dorada de la primera carrera espacial, en la que Estados Unidos y la Unión Soviética competían por dominar el espacio. Esto ha sido en gran medida por el rápido desarrollo de cohetes reutilizables por diferentes empresas del sector privado. Destaca entre ellas SpaceX, responsable de más lanzamientos que la agencia rusa o que el resto de empresas privadas, pero también existen otras empresas con importantes desarrollos como Blue Origin, Virgin Galactic, Arianespace o Rocket Lab

La reutilización de estos cohetes permite un considerable abaratamiento en los costes por lanzamiento, haciendo el acceso al espacio y la órbita baja terrestre más rentable para más naciones y empresas privadas. Sin embargo, con este aumento del tráfico espacial, surge una nueva preocupación: la contaminación resultante de toda esta actividad. Hasta ahora la industria espacial ha podido evitar estas consideraciones, pues sus decenas de lanzamientos anuales no podían compararse a, por ejemplo, los millones de vuelos anuales que hacen que la industria de la aviación sea responsable de más del 2 % del CO2 emitido a la atmósfera cada año.

Pero eso es lo único que hace de ellos un problema menor: su pequeño número, porque cada lanzamiento puede llegar a ser decenas o cientos de veces más contaminante que un vuelo transoceánico y porque su contaminación ocurre en lugares de la atmósfera hasta ahora ignorados. Esto mismo ha estudiado el equipo de la universidad de Nicosia, en Chipre, liderado por los investigadores Ioannis W. Kokkinakis y Dimitris Drikakis. Ellos han estudiado el efecto del lanzamiento de un cohete en la concentración de dióxido de carbono (CO2) y de óxidos de nitrógeno (NO y NO2). Concretamente han utilizado para sus modelos los datos correspondientes a un cohete Falcon 9, de SpaceX. Esto ha sido por la disponibilidad de datos más que por una preferencia personal.

Ellos han estudiado la contaminación de la atmósfera hasta aproximadamente los 70 kilómetros de altura, comprobando que es considerable, en contraposición a la de los vuelos comerciales, que apenas supera los 10 kilómetros desde la superficie terrestre. Esta contaminación a mayor altura hace que se introduzcan gases en concentraciones mucho mayores a las dadas de manera natural, provocando procesos que aún no entendemos lo suficiente. Al ascender un cohete en su camino a la órbita baja terrestre, calcularon que a baja altura, el dióxido de carbono añadido era mucho menor a la concentración ambiental, pero que superados los 40 kilómetros de altura estas concentraciones se igualaban, llegando a proporciones de 30 a 1 para alturas de unos 70 kilómetros. Es decir, cuando un cohete atraviesa las capas altas de la atmósfera emite, debido a la quema de su combustible, unas 30 veces más CO2 por kilómetro cúbico del que ya había antes del paso del cohete.

Este aumento tan significativo se ve dispersado con el tiempo, cayendo el dióxido de carbono poco a poco a alturas más bajas, aunque si el ritmo de lanzamientos espaciales aumentara lo suficiente podría llegar a verse superada la dispersión, aumentando con el tiempo la concentración de CO2 a esta altura. Esto puede calentar estas zonas de la atmósfera, trayendo efectos actualmente desconocidos sobre el resto de la atmósfera. Además, las cantidades de monóxido de carbono y de vapor de agua introducidas a esta altura, aunque son menores que las de dióxido de carbono, son enormes comparadas con las concentraciones naturales, que son prácticamente del 0 %.

Además de los gases que estos cohetes depositan directamente, también pueden provocar la creación de otros compuestos preocupantes. Por ejemplo, las altas temperaturas alcanzadas en la llamarada que impulsa al cohete pueden provocar, especialmente a baja altura, el calentamiento del gas colindante hasta temperaturas suficientes (de unos 1 000 ºC) como para generar óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2). Estos compuestos contribuyen a la aparición de fenómenos como la niebla tóxica (conocida como smog en inglés) que cubre las grandes ciudades y como la lluvia ácida. Además afecta al ozono atmosférico. Los niveles a los que se producen estos óxidos de nitrógeno podrían ser suficientemente altos como para, de aumentar el ritmo de lanzamientos espaciales, suponer un riesgo directo a la salud humana.

Todos estos efectos apenas han sido estudiados hasta ahora, porque la contaminación debida a la industria espacial era más bien anecdótica, sin embargo en el futuro cercano en el que tal vez veamos cientos o incluso miles de lanzamientos al año, este será un problema a tener en cuenta y un nuevo desafío para quienes desarrollan esta tecnología. Ya existen algunas propuestas para conseguir lanzamientos mucho más eficientes energéticamente, aunque suelen ser más propias de la ciencia ficción. Con el desarrollo de nuevos materiales, nuevas tecnologías y con la creciente rentabilidad del espacio, tal vez lleguen desarrollos para hacer de esta una industria más verde.

Referencias:

I. W. Kokkinakis et al, 2022, Atmospheric pollution from rockets, Physics of Fluids 34, 056107, https://doi.org/10.1063/5.0090017

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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