¿Cómo sería una batalla espacial realista?

Las películas espaciales de ciencia ficción pueden hacer un mal trabajo al educar a las personas sobre el espacio. En las películas, pilotos destacados dirigen sus naves espaciales en duelo a través del espacio como si estuvieran volando a través de una atmósfera. Se ladean y giran y realizan bucles y vueltas, tal vez lanzan un rápido Immelman, como si estuvieran sujetos a la gravedad de la Tierra. ¿Es eso realista?

No.

En realidad, es probable que una batalla espacial se vea muy diferente. Con una presencia cada vez mayor en el espacio y el potencial de un conflicto futuro, ¿es hora de pensar en cómo sería una batalla espacial real?

La Corporación Aeroespacial sin fines de lucro cree que es hora de considerar cómo sería una batalla espacial real. La Dra. Rebecca Reesman del Centro de Política y Estrategia Espacial de la Corporación Aeroespacial y su colega James R. Wilson han escrito un artículo sobre el tema de las batallas espaciales. Su título es “La física de la guerra espacial: cómo la dinámica orbital restringe los enfrentamientos espacio-espacio.”

Si los asuntos humanos pasados ​​indican el futuro, entonces procederá la militarización del espacio. Eso es a pesar de que se habla de mantener el espacio en paz y de los tratados que dicen lo mismo. Por lo tanto, es importante que a medida que más naciones aumenten su presencia en el espacio y que la competencia por los recursos comience a causar problemas, la conversación sobre el conflicto espacial tome un giro realista.

Ese es el caso que los autores hacen en la introducción de su artículo. “Mientras Estados Unidos y el mundo discuten la posibilidad de que el conflicto se extienda al espacio, es importante tener una comprensión general de lo que es físicamente posible y práctico. Escenas de Star Wars, libros y programas de televisión retratan un mundo muy diferente de lo que probablemente veremos en los próximos 50 años, si es que lo hacemos alguna vez, dadas las leyes de la física”.

Nunca ha habido una batalla en el espacio todavía. Pero ha habido alguna actividad de prueba de armas. China es trabajando en armas antisatélite y ha probado un misil antisatélite. También lo ha hecho la India. Rusia también está trabajando en capacidades antisatélite y Estados Unidos está haciendo lo mismo. Estados Unidos destruyó uno de sus propios satélites con un misil en 1985.

Es probable que esto sea solo la punta del iceberg cuando se trata de un futuro conflicto en el espacio. Ninguna de estas actividades antisatélite involucró a personas que viajaban en naves espaciales, y es posible que nunca haya una necesidad de naves espaciales militares tripuladas, según el periódico. “Los enfrentamientos espacio-espacio en un conflicto moderno se librarían únicamente con vehículos no tripulados controlados por operadores en tierra y fuertemente restringidos por los límites que la física impone al movimiento en el espacio”.

En los primeros días de la era espacial, mientras la Guerra Fría todavía estaba en su apogeo, las superpotencias imaginaron que los conflictos en el espacio serían en gran medida una extensión de los conflictos terrestres. Los soviéticos incluso diseñaron estaciones espaciales armado con una ametralladora para defenderse del ataque de los astronautas estadounidenses. Estados Unidos trabajó en ideas similares.

Pero los avances tecnológicos significaron que esos esfuerzos fueron abandonados en favor de los satélites sin tripulación. “Finalmente, ambos programas fracasaron. En cambio,
mejoras en la tecnología y la transmisión de datos, los mismos desarrollos que en última instancia sustentan nuestra vida moderna conectada,
Hizo posibles satélites que realizan las mismas funciones militares previstas para los programas tripulados anteriores”. Ahora el espacio está dominado por satélites, y solo la ISS alberga humanos.

Este será el futuro, según el periódico. Durante los próximos 50 años más o menos, cualquier conflicto en el espacio implicará ataques a satélites. Pero no todo será un ataque descarado. Los autores describen cuatro objetivos en un ataque espacial:

• Engañar a un enemigo para que reaccione de manera que perjudique sus intereses.
• Interrumpir, negar o degradar la capacidad de un enemigo para utilizar una capacidad espacial, ya sea de forma temporal o permanente.
• Destruir completamente una capacidad basada en el espacio.
• Disuadir o defenderse de un adversario que contraataca, ya sea en el espacio o en la Tierra.

Los satélites se mueven de manera muy predecible. Se mueven rápidamente, pero es relativamente fácil predecir su posición futura e interceptarlos, en muchos casos. Algunos satélites pueden cambiar su altura orbital, pero no tienen maniobrabilidad real y casi no tienen forma de evitar un ataque.

“Para describir cómo la física limitaría los compromisos espacio-espacio, este documento describe cinco conceptos clave: los satélites se mueven rápidamente, los satélites se mueven de manera predecible, el espacio es grande, el tiempo lo es todo y los satélites maniobran lentamente”.

El vuelo a través de la atmósfera de la Tierra no es exactamente simple, pero es bastante intuitivo. Pero en el espacio, es completamente diferente y no se llama vuelo con precisión. Sin atmósfera y baja gravedad, las cosas son muy diferentes. “El movimiento en el espacio es contrario a la intuición para aquellos que están acostumbrados a volar dentro de la atmósfera de la Tierra y la oportunidad de repostar”, escriben los autores.

“Los compromisos espacio-espacio serían deliberados y probablemente se desarrollarían lentamente porque el espacio es grande y las naves espaciales pueden escapar de sus caminos predecibles solo con un gran esfuerzo. Además, los ataques a los activos espaciales requerirían precisión porque las naves espaciales e incluso las armas terrestres pueden atacar objetivos en el espacio solo después de que se determinen cálculos complejos en un dominio de alta ingeniería”. No habría un cuadro de pilotos de combate en espera, esperando para apresurarse y despegar rápidamente. En cambio, una batalla espacial que involucre satélites es más un ejercicio matemático.

“Esto es cierto porque la física impone restricciones a lo que sucede en el espacio. Solo al dominar estas limitaciones se pueden explorar otras cuestiones, como cómo luchar y, lo que es más importante, cuándo y por qué luchar en una guerra en el espacio”, escriben.

La órbita de un satélite es predecible debido a la relación entre la velocidad, la altitud y la forma de la órbita. En altitudes más bajas, los satélites pueden experimentar arrastre atmosférico. Además, la Tierra no es una esfera perfecta. Pero esos factores pueden tenerse en cuenta en un ataque. “Para desviarse de su órbita prescrita, los satélites deben usar un motor para maniobrar. Esto contrasta con los aviones, que en su mayoría usan aire para cambiar de dirección; el vacío del espacio no ofrece tal opción”, escriben.

El gran volumen del espacio también es un factor en una batalla espacial. “El volumen de espacio entre LEO y GEO es de unos 200 billones de kilómetros cúbicos (50 billones de millas cúbicas). Eso es 190 veces más grande que el volumen de la Tierra”.

Por lo tanto, rastrear satélites con precisión en ese volumen de espacio será un desafío continuo, ya que algunos estarán diseñados para no ser detectados. Pero eso no es imposible; los satélites son rastreados regularmente. Y dado que no son muy maniobrables, una vez que se detecta la órbita de un satélite, los monitores pueden realizar un seguimiento de su trayectoria.

El gran volumen del espacio también significa que la mayoría de las batallas espaciales serían de muy corta duración. no habrá cualquier pelea de perros. “El espacio es grande, lo que significa que un compromiso de espacio a espacio no será intenso ni prolongado. Solo puede ser uno u otro: ya sea un uso breve e intenso de una gran cantidad de Delta V para un gran efecto o un uso prolongado y deliberado de Delta V para efectos más pequeños o persistentes”.

Delta V es un cambio en la velocidad, y eso requiere combustible o propulsor. Pero la mayoría de los satélites no tienen la capacidad de cambiar su velocidad, y los pocos que pueden tienen limitaciones severas de combustible.

“Los operadores de un satélite de ataque pueden pasar semanas moviendo un satélite a una posición de ataque durante el cual las condiciones pueden haber cambiado y alterar la necesidad o el objetivo del ataque”. Y si el satélite defensor solo puede cambiar ligeramente su propio camino en respuesta a un ataque, entonces el satélite atacante puede no tener la capacidad o el combustible para cambiar su propio camino para interceptarlo.

Los autores también señalan que el tiempo lo es todo. Incluso si un satélite atacante puede orientarse en la misma trayectoria orbital que su objetivo, todavía no hay garantía de proximidad.

“La naturaleza del conflicto a menudo requiere que dos sistemas de armas en competencia se acerquen”, dice el informe. Los autores utilizan el ejemplo de un portaaviones que necesita acercarse a su objetivo, y otro de aviones de combate que también necesitan estar cerca unos de otros. Lo mismo ocurre con los satélites en el espacio.

“Llevar dos satélites a la misma altitud y al mismo plano es sencillo (aunque consume tiempo y ?V), pero eso no significa que todavía estén en el mismo lugar. La fase (ubicación actual a lo largo de la trayectoria orbital) de los dos satélites también debe ser la misma. Dado que la velocidad y la altitud están conectadas, colocar dos satélites en el mismo lugar no es intuitivo”. En cambio, se necesita una sincronización perfecta y una preparación meticulosa.

Los autores también discuten otro método de acercarse a un objetivo llamado «juego de aviones,” Un satélite se maniobra a sí mismo para que su plano orbital esté alineado con un objetivo. Eso tiene la ventaja de permitir que el atacante dicte el momento del enfrentamiento. “Al no iniciar maniobras amenazantes de inmediato, un atacante puede intentar parecer inofensivo mientras espera el momento óptimo para atacar”, explican los autores.

Pero ninguna de estas maniobras ocurre rápidamente. “La física del espacio dicta que los compromisos cinéticos de espacio a espacio sean deliberados con los satélites maniobrando durante días, si no semanas o meses, de antemano para ponerse en posición y tener efectos operativos significativos”, escriben. Pero aún se puede hacer.

Y una vez que se ha establecido la intercepción, «… muchas oportunidades pueden
surgir para maniobrar lo suficientemente cerca como para enfrentarse a un objetivo rápidamente.

Existen límites naturales en cuanto a cómo se pueden maniobrar los satélites en LEO. Por un lado, algunas maniobras de puesta en fase pueden enviar el satélite a la atmósfera terrestre donde se quemará. Por otro lado, podría enviarse demasiado lejos de LEO, a los cinturones de Van Allen. Así que hay restricciones en la maniobrabilidad de un satélite.

Los satélites en órbitas geoestacionarias mantienen la misma posición relativa sobre la Tierra, por lo que algunas de las mecánicas de ataque y defensa son diferentes. Pero, en general, siguen vigentes las mismas limitaciones. Se necesita tiempo y energía para maniobrar en el espacio, independientemente del tipo de órbita.

Pero las consideraciones orbitales y de maniobrabilidad son solo una parte de lo que aborda el informe.

Los autores continúan discutiendo los tipos de ataques que pueden tener lugar. Las colisiones, los proyectiles y las interferencias o interrupciones electrónicas se tratan en el documento. Cada tipo tiene sus propias consideraciones y preparaciones.

Pero los autores también analizan las consecuencias de algunos ataques exitosos: complicaciones derivadas de los escombros. Los escombros adicionales podrían terminar dañando otros objetivos no intencionales, como los propios satélites del atacante o los de una nación neutral. Ha habido tres ataques antisatélite exitosos: uno de China, uno de EE. UU. e India. Los autores prepararon un gráfico para mostrar los restos de cada uno.

La nube de escombros de un ataque es más densa inmediatamente después del ataque y se dispersa rápidamente. Aunque la densidad de los escombros se reduce rápidamente, los escombros se esparcen en un área más grande y siguen siendo peligrosos.

El documento es una presentación clara de todas las dificultades de las batallas espaciales y cuán diferentes serían en comparación con las batallas aire-aire. Pero algunas otras consideraciones que aún son importantes están fuera de su alcance.

¿Qué sucede cuando una nación deduce que sus satélites están a punto de ser atacados? No se sentarán en sus pulgares. Probablemente denunciarán, amenazarán e incluso tomarán represalias aquí en la Tierra. Un ataque espacial podría terminar siendo un punto álgido para otra guerra terrestre.

Podría terminar siendo una carrera armamentista en el espacio, donde las naciones compitan para gastar más que otras en armamento espacial y otra tecnología. Esa es una enorme presión sobre los recursos para un mundo que debería centrarse en enfrentar el desafío del cambio climático.

Y, ¿dónde termina todo? ¿Guerra en órbita? ¿Guerra en la Luna? ¿Guerra en Marte? ¿Cuándo se dará cuenta la humanidad y simplemente se detendrá?

Un día, tal vez, habrá una guerra final antes de que lo dejemos todo. Pero eso probablemente no será en los próximos 50 años.

Y si hay una guerra en los próximos 50 años, puede involucrar satélites, y puede parecerse mucho a cómo los autores de este informe lo han presentado: lento, calculado y deliberado.

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