Criticidad en la basura espacial

¿Qué densidad de satélites en LEO es permisible antes de que una sola colisión tenga una posibilidad razonable de desencadenar la destrucción catastrófica de todo lo que está en órbita? ¿Cuántos órdenes de magnitud estamos por debajo de este nivel actualmente? ¿Es esta una preocupación práctica que limita nuestra capacidad de utilizar el espacio a largo plazo?

(La razón por la que una sola colisión podría resultar en una destrucción casi completa es que cuando los satélites chocan, o se dañan gravemente, liberan muchos fragmentos de desechos que pueden dañar gravemente a otros satélites y causar más colisiones. Si la probabilidad de colisión con los desechos (antes desorbitando) veces el número de piezas de escombros producidos por la colisión es mayor que uno, se termina en un régimen supercrítico como ocurre con las pandemias virales y las fusiones/explosiones nucleares).

Votantes negativos: busquen el efecto Kessler .
Creo que la analogía nuclear solo confunde las cosas aquí.
@Chris: tal vez sea así, pero se suponía que el punto era que se entiende muy bien cuantitativamente en física nuclear. Esto es igualmente comprensible, por lo que espero una respuesta que sea igualmente definitiva.
He empeñado esto, pero estoy de acuerdo con Chris, eliminar el párrafo nuclear realmente ayudaría a esta pregunta.
@RoryAlsop - Bastante justo; He debilitado la confianza en la analogía y la he ampliado.

Respuestas (1)

Lo que estás describiendo fue popularizado hace algunos años por Donald Kessler en la NASA. Desde entonces se ha denominado " Síndrome de Kessler ".

En resumen, una colisión podría desencadenar una reacción en cadena en cascada de colisiones. Tenga en cuenta que las escalas de tiempo para esto no son necesariamente del orden de minutos o incluso horas... las colisiones pueden comenzar a ocurrir a un ritmo cada vez mayor.

En cuanto a cuál es realmente esa densidad, no hay un número concreto. Según el estudio que lea, es posible que ahora estemos en este punto crítico. Aquí hay uno reciente del propio hombre (Advertencia en PDF).

¿Hay algún estudio al que pueda vincular? Se sabe mucho sobre cómo usar absorbentes de neutrones, etc. para controlar las reacciones; presumiblemente hay cálculos análogos en tales estudios? (Hay nuevos lanzamientos todo el tiempo, agregando orbitadores más rápido que los antiguos que están siendo desorbitados, por lo que una gran cantidad de personas con miles de millones de dólares colectivamente aún no creen que estemos en el punto crítico, o consideran la posibilidad de un desencadenante para ser muy bajo).
He leído estudios como ese (para los que no puedo encontrar fuentes abiertas/no puedo recordar), pero en general no creo que se entienda tan bien. Una de las razones es la descripción de la "densidad espacial" en primer lugar... la naturaleza de las órbitas hace que sea difícil llegar a una descripción. Por ejemplo, ¿qué es una "región" en el espacio? ¿Es solo una banda de altitud? Si es así, ¿cómo explica las inclinaciones variables o los ángulos de fase relativos?
¿Te integras? Esperaría que la cantidad esperada de impactadores liberados por una colisión sea la parte más difícil de concretar. Si uno supiera eso, la distribución en inclinación/ángulo de fase después de la colisión debería ser comparativamente sencilla. Claro, solo obtendría una aproximación de campo medio, pero si le preocupa el orden de magnitud, debería ser suficiente. De todos modos, ¡el artículo de Kessler cubre lo que esperaba encontrar!
Pero integrar, por ejemplo, la inclinación es, en el mejor de los casos, engañoso, ya que hay ciertos regímenes (por ejemplo, heliosíncronos) que son órdenes de magnitud más poblados que otros.
Es una integral triple: el flujo de la distribución esperada de fragmentos (1) producidos por todo lo que está allí (2) a través de la sección transversal de todo lo que está allí (3). Admito que el tiempo podría hacerlo muy complejo a medida que las rutas de escombros entran en diferentes regímenes (bien aislados inicialmente a muy difusos de las colisiones de escombros en tiempos prolongados). Solo había estado pensando en cascadas rápidas, pero veo cómo puedes estar en medio de una lenta y ni siquiera saberlo.
El enlace a ese estudio está roto ahora; ¿Podemos tener un título o un enlace actualizado?
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