Proyecto West Ford: cuando la Tierra estuvo rodeada por millones de agujas de metal

Por Daniel Marín, el 9 febrero, 2021. Categoría(s): Astronáutica ✎ 62

Si has visto la película Gravity sabrás lo que es el Síndrome de Kessler. Explicado de forma sencilla, consiste en que una vez que el número de objetos en órbita baja alrededor de la Tierra sea muy elevado, las colisiones entre ellos crearán más fragmentos, fragmentos que a su vez chocarán con otros objetos de tal forma que el número de colisiones aumentará de forma exponencial hasta dejar bloqueado el acceso al espacio. El síndrome de Kessler parecía una amenaza muy lejana hasta que hace unos años la aparición de varios proyectos de megaconstelaciones lo han vuelto a poner sobre la mesa. Afortunadamente, todavía estamos a tiempo de evitar algo así. Lo que resulta más sorprendente es que en una fecha tan temprana como 1961 la humanidad casi bloqueó la órbita baja cortesía de una loca iniciativa conocida como Proyecto West Ford.

El contenedor de agujas metálicas del Proyecto West Ford (NASA).

El Proyecto West Ford, inicialmente conocido como Proyecto Agujas (Project Needles), tenía como objetivo poner en órbita cerca de quinientos millones —sí, quinientos millones— de pedazos de cable de cobre por cada lanzamiento. Es decir, se trataba de lanzar agujas metálicas, de ahí el nombre original del proyecto. El objetivo no era anular el acceso al espacio al enemigo, sino asegurar las comunicaciones de radio. En 1958 se había llevado a cabo una serie explosiones nucleares a gran altitud dentro del marco del proyecto Hardtack. Las pruebas, que tuvieron lugar sobre la isla Johnston en el océano Pacífico, demostraron que una detonación nuclear a gran altura podía destruir temporalmente la ionosfera, la capa de la atmósfera que garantiza las comunicaciones de radio a gran distancia. Aunque ahora nos hemos olvidado de ella en estos tiempos de comunicaciones a través de satélites y cables de fibra óptica, la ionosfera funciona como un gran espejo que refleja las ondas de radio, permitiendo las comunicaciones intercontinentales. Lógicamente, a los militares estadounidenses no les hacía mucha gracia la perspectiva de perder el contacto con sus tropas desplegadas por medio mundo en plena guerra nuclear. Como resultado, Walter Morrow, del Laboratorio Lincoln del MIT (Massachusetts Institute of Technology), y Harold Meyer, de la empresa TRW, propusieron crear un espejo artificial que sustituyese a la ionosfera y, de paso, también a la red de cables submarinos, susceptibles de ser saboteados por la Unión Soviética durante un conflicto.

Las finas agujas de metal en un dedo humano (MIT).

Morrow y Meyer sugirieron la creación de dos cinturones formados por millones de antenas dipolo, un cinturón polar y otro ecuatorial. Las agujas de cobre estarían situadas en órbitas de unos pocos miles de kilómetros de altura, suficientemente altas para que el frenado atmosférico fuese casi despreciable, de tal forma que los trozos en órbita tardarían siglos o milenios en reentrar en la atmósfera. No obstante, Morrow y Meyer eran conscientes de que este proyecto podía bloquear de facto la órbita baja, así que decidieron hacer que las agujas fuesen tan finas que la presión de radiación de la luz solar pudiese eliminarlas en el plazo de unos pocos años (la presión de radiación debía cambiar la órbita de las agujas metálicas de tal forma que reentrasen en la atmósfera). Para demostrar la viabilidad del concepto, el Laboratorio Lincoln sugirió lanzar satélites experimentales capaces de desplegar cientos de millones de trozos de cobre, cada uno de ellos con una longitud de 1,78 centímetros y tan solo 0,00178 centímetros de diámetro, en órbitas polares de 3600 kilómetros de altura. Los 480 millones de pedazos de cobre tendrían una masa total de solo 19,5 kilogramos y, una vez en órbita, la separación media entre ellos sería de 300 metros. Los contenedores de las agujas tendrían una longitud de 32 centímetros y una masa de 35 a 40 kilogramos. Con el fin de facilitar su manejo, las agujas de cobre se introducirían en una matriz de naftaleno, una sustancia que se debía evaporar en el vacío. Las agujas se dispersarían por fuerza centrífuga al rotar el contenedor.

El dispensador de las agujas metálicas (Edmund.huber / Wikipedia).

La iniciativa debía demostrar la capacidad de garantizar las comunicaciones entre Camp Parks (California) y Westford (Massachusetts), por lo que el proyecto se bautizó como West Ford. Las frecuencias de trabajo serían 7750 MHz y 8350 MHz. El proyecto, originalmente secreto, se hizo público dos años después, en 1960. En cuanto se levantó el secreto, las reacciones negativas al Proyecto West Ford no se hicieron esperar. Las críticas se multiplicaron en Occidente y al otro lado del telón de acero. A pesar de que la presión de radiación de la luz solar terminaría por limpiar la órbita de residuos, el lanzamiento de satélites a la órbita baja podía verse comprometido durante periodos de varios años. Las críticas de radioastrónomos, espantados ante las consecuencias de este proyecto, también fueron tenidas en cuenta. Afortunadamente, el Pentágono optó por cancelar la propuesta original de crear cinturones permanentes de agujas metálicas, aunque siguió adelante con una versión reducida para demostrar la teoría detrás del proyecto. El 21 de octubre de 1961 el primer satélite del proyecto West Ford despegó desde la base de Vandenberg a bordo de un cohete Atlas-Agena como carga secundaria (la principal era el satélite de alerta temprana MIDAS 4). Pero, aunque alcanzó una órbita polar (95,9º) de 3500 a 3750 kilómetros, no logró desplegar los 350 millones de pequeñas antenas que llevaba (estas agujas tenían un diámetro de 0,00254 centímetros). El segundo intento tuvo lugar el 9 de mayo de 1963 y, esta vez sí, se liberó entre el 25 % y el 40 % de los 480 millones de trozos de cobre en una órbita de 3600 x 3680 kilómetros y 87,4º de inclinación (la carga principal de la misión era el satélite MIDAS 6). Unos cuarenta días después ya se había formado el cinturón previsto alrededor de la Tierra, con una densidad máxima de unas cinco agujas por kilómetro cúbico. No obstante, el despliegue no fue un éxito rotundo, pues se formaron unos 150 conjuntos de agujas que no lograron separarse. Sea como sea, la velocidad de transmisión de datos alcanzó un máximo de 20 kilobits por segundo, para luego disminuir progresivamente a medida que el cinturón se fue disipando por la presión de radiación. Se cree que en 1966, tres años después del lanzamiento, prácticamente la totalidad de agujas ya había reentrado en la atmósfera.

Tamaño de las agujas comparadas con un sello de correos (NASA).

Un análisis más reciente de estas dos misiones ha llegado a la conclusión de que en el lanzamiento de 1961, que se pensaba había sido fallido, se formaron cuarenta mil conjuntos de hasta doscientas agujas unidas entre sí, mientras que en el de 1963 se crearon unos mil conjuntos de agujas. Parece ser que la matriz de naftaleno permitió que las agujas de cobre se soldaran en el vacío, un fenómeno que no se conocía del todo bien en la época. Estos conjuntos de agujas metálicas eran demasiado grandes para verse afectadas por la presión de la luz solar y siguen en órbita. Y allí estarán durante décadas e incluso siglos. A estas dos misiones hay que sumar el lanzamiento de la carga West Ford Drag, lanzada el 9 de abril de 1962 mediante otro Atlas-Agena junto el satélite MIDAS 5, aunque la naturaleza y características de esta misión no están nada claras a día de hoy. Por suerte, el proyecto West Ford perdió el poco apoyo que tenía cuando se demostró la eficacia de los primeros satélites de comunicaciones, como el Telstar 1. Resultaba más sencillo, limpio y práctico lanzar satélites de comunicaciones que llenar la órbita baja de millones de agujas metálicas para crear una ionosfera artificial.

Simulación de 46 grupos de agujas del Proyecto West Ford que todavía estaban en órbita en 2013 (NASA).

El Proyecto West Ford no afectó a ningún satélite debido al escaso número de objetos que estaban en órbita a comienzos de los años sesenta. Hoy en día la situación es muy diferente, con miles de satélites a diversas alturas. Pese a todo, los militares estadounidenses renunciaron al proyecto West Ford por su nefasto impacto en la radioastronomía y en el acceso a la órbita baja. Curiosamente, sesenta años después la humanidad no puede ponerse de acuerdo a la hora de regular el despliegue de megaconstelaciones de satélites.

Referencias:

  • https://history.nasa.gov/SP-4217/intro.htm
  • https://history.nasa.gov/SP-4217/ch8.htm
  • https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001ESASP.473..315W/abstract
  • https://core.ac.uk/download/pdf/42768325.pdf
  • https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterly-news/pdfs/odqnv17i4.pdf
  • https://www.ll.mit.edu/sites/default/files/page/doc/2018-05/Looking_Back_3.pdf


62 Comentarios

  1. Nunca había oído de ese proyecto, ni de su concepto. Solo sabía de los satélites Echo, también pasivos.
    Espero que en las próximas décadas tengamos la suficiente madurez para no arruinar la LEO.

  2. Increíble anécdota de el génesis de la era espacial menos mal que nunca se
    hizo realidad por qué sino la órbita media que usan los satélites de geolocalización sería inservible en la atulidad

    1. Buenas. Yo creo que los satélites de geolocalización están en una órbita muy alta, de unos 36.000 km. Estas agujas estarían muchísimo más bajas. De hecho estarían en órbita baja (por debajo de 2000 km).

      Saludos.

      1. No creo que lo diga porque coincidan las órbitas, si no porque esos cinturones podrían haber interrumpido o al menos restringido enormemente las comunicación desde y hacia, dichos satélites, aunque con la densidad planeada, no lo tengo claro.

    2. Yo lo mantendría oculto para el gran público y millonarios excéntricos, no vaya a ser que alguno intente emular o superar a Elon Musk, inspirado con algo así, en un «sujétame el cubata».

    3. Excelente! Jamas había oído de este proyecto,la guerra fría daba para cualquier locura, gracias master por tanta y tan buena divulgación!!!

  3. Osea, que los militares americanos en el medio de le guerra fría eran gente más sensata que los que manejan el cotarro ahora.

    Pues vamos «aviados»

      1. Interesante artículo!

        Cuántos asuntos van saliendo a la luz pasado el tiempo! Casi es un milagro que alguno de estos despropósitos no vieran la luz, o que cualquier error no nos haya conducido a un holocausto nuclear…

        Este artículo me recuerda que seguimos llenando de basura el entorno atmosférico de la tierra sin que nadie eche el freno. No sólo eso, los trenes de microsatélites proliferan sin control hasta el punto de perjudicar la visión del espacio con telescopios terrestres. Me pregunto hasta cuándo continuará esta dinámica insostenible y si algún día se revertirá la situación intentando ‘limpiar’ unos cielos que no son patrimonio de nadie y sí de todos.

  4. ¡Qué gozada de artículo!
    Nunca hubiera imaginado que se hayan usado cientos de millones de satélites artificiales pasivos para comunicaciones 😏.

    Aquella locura no es muy diferente de la actual de las megaconstelaciones, que están poniendo en riesgo el uso de la órbita baja. Supongo que no se tardará mucho en llegar a un consenso internacional para revertir su despliegue. Hay alternativas menos dañinas a los satélites de comunicación en órbita baja. Por ejemplo los pseudosatélites:
    Son drones que pueden volar durante largos periodos, con energía solar, por encima de las rutas aéreas.
    Tienen muchas ventajas, como aterrizar en cualquier aeropuerto, o que no tienen porqué sobrevolar el extranjero sin permiso como hacen estas megaconstelaciones de satélites, o que no necesitan quemar cientos de toneladas de combustible en su lanzamiento.

    1. Hombre, poner en peligro lo que se dice poner en peligro, no lo hacen. Entre otros motivos porque hay poquísimos, están perfectamente ubicados y porque re-entran muy pronto (si se dejan sin recuperar altura, reentran en meses o algún año los más duraderos). El Sputnik 1, por ejemplo, re-entró en 4 meses.
      Date cuenta que, asumiendo una franja ecuatorial del tamaño de los trópicos, una constelación de 40.000 satélites espaciados uniformemente dan más o menos un pequeño satélite cada unos 5000 km aproximadamente. Es una estimación de servilleta, pero sirve para ver que habría un satélite cada miles de km. Y hablo de satélites en órbita ecuatorial. Si hablamos de órbita polar y consideramos el mundo entero, la distancia se multiplica.

      Saludos.

      1. Como bien dices más abajo, en la práctica teoría y práctica no coinciden. El espacio que en teoría le corresponde a cada satélite se divide por el número de vueltas y por los desvíos de su órbita debidos a múltiples factores (irregularidades en la gravedad terrestre, gravedad de la Luna, rozamiento, micrometeoritos,…) Además hay que contar los satélites que, ya sea por accidentes en el lanzamiento, fallos posteriores, desgastes, etc., quedan fuera de control. Tambien cuentan partes sueltas usadas en la puesta en órbita. En fin, que el peligro es evidente y crece muy deprisa.

  5. Abundando en lo que dice Daniel (como siempre interesantísimo), unas agujas de tan pequeño tamaño son tremendamente susceptibles al arrastre tanto por presión solar como por presión atmosférica. El arrastre es proporcional a la superficie expuesta la cual a su vez es proporcional al cuadrado de la dimensión característica del objeto. Por otra parte, la masa (que determina la inercia que se opone a dicho arrastre) es proporcional al cubo de dicha medida característica. Por tanto, la relación arrastre/inercia crece linealmente con la reducción de la dimensión característica siendo enorme para elementos tan diminutos. En alambrillos de cobre tan minúsculos dudo que permanecieran en órbita más que pocos años.

    Cosa diferente son los clusters de alambres soldados en frío que comenta Daniel. Si dicho cluster tiene un tamaño adecuado, desde luego que puede estar en órbita décadas o siglos. Como se dice en USA: En teoría, teoría y práctica coinciden. En la práctica no lo hacen. Y como se dice en España: Los experimentos con gaseosa.

    Saludos.

  6. Me encantan este tipo de artículos, me recuerda esto, ese proyecto para limpiar de radiación los cinturones de Van Allen. El ejército americano, lanzó una antena dipolo DSX en el verano de 2019, de aproximadamente cinco mil metros cuadrados para irradiar los cinturones de radiación con ondas de radio y ver cómo se reducían. También se supone que este 2021 iban a lanzar 1 kilo y medio de bario para esparcirlo en órbita con el mismo fin de irradiar los cinturones de Van Allen, combatir la radiación con radiación de una longitud de onda determinada

    Y me recuerda también a la burbuja artificial inesperada que protege nuestro planeta justo por debajo de los cinturones de Van Allen impidiendo que estos se extiendan a menor altitud, reduciendo con ello el impacto negativo de su radiación en órbita baja, esa burbuja protectora artificial está producida por las ondas de radio de las comunicaciones VLF

    Así que no hace falta llenar el espacio de agujitas, se dieron cuenta casi a tiempo, a veces los problemas se resuelven de formas inesperadas

  7. XD!! Somos chimpancés con espadas lacers!! 😡

    Excelente artículo Daniel, es una buena advertencia sobre los riesgos de las megaconstelaciones. 👍

      1. Ahora imagínatelos dentro de la estación espacial noruega en órbita en el cinturón de asteroides!!
        Si es que al final, todo termina cuadrando!!

  8. Desconocía por completo este alocado proyecto para hacer acupuntura en la ionosfera terrestre. Menos mal que no se llevó a la práctica porque, como bien han señalado algunos comentaristas previos, entre la teoría y la realidad hay a veces un gran trecho y posiblemente hubiera bloqueado el acceso a LEO durante décadas. Muchas gracias, Daniel.

  9. Uno de los grandes peligros de Starlink -que no tienen ni tendran las otras megaconstelaciones- es que con ella SpaceX ¡podria financiar su viaje a Marte!
    Debemos volver a la apacible mediocridad de los 70s y dejar el planeta rojo para las gentes del siglo 22.

      1. Starship puede limpiarlo todo. Starship lava más blanco.

        Puede recoger pedazos grandes de debris (o el telescopio Hubble y aterrizar con él) y desplegar miles de drones que capturen y desorbiten pequeños fragmentos de basura. En cada lanzamiento. Con esto se limpia rápido un sector de la órbita terrestre.

        – Señora, le doy dos paquetes de «ULA» por uno de Starship.
        – ¡No! Yo, mi Starship, no lo cambio por nada.

        Starship con metano y oxígeno activo.

          1. ¡Es el sueño de fisivi!

            Una Starship que va pululando por la órbita terrestre tragando basura espacial y restos de satélites y fabricando con ellos nuevo hardware espacial aprovechando los recursos que ya están ahí.

            El summum: una Starship que se replique a sí misma a partir de restos orbitales.

            Ah, fisivi, estás condenado a apoyar entusiásticamente los proyectos de Elon.

          2. No aciertas con mis sueños, Martínez.
            Yo no pondría a Elon a limpiar la órbita ni harto de gaseosa. Sería como poner al zorro a cuidar del gallinero, o como poner a un pirómano de guardabosque.

          3. Excelente humorada Sr. Martínez el Facha!👏👏👏🤣🤣🤣
            Estimado Sr. fisivi: lo del zorro, el gallinero, un pirómano y un guardabosque me parece un prejuicio antiempresarioexitoso de su parte; y conste que yo no soy un «elon fanboy» ni nada por el estilo… sólo intento tener la mente abierta a la novedad y a lo incierto que pueda haber por ahí y así no autocondicionarme o boicotearme la razón.
            Cómo nos ilustran y enriquecen los aportes de casi todos ustedes!👏👏👏
            Muchas gracias a Daniel por otra joyita del Vintage Space!
            Qué gocen todos de buena salud!
            Willy K.

  10. Sí que es procupante la burrada de satélites que están poniendo en órbita, y lo malo es que, detrás de Musk va el de Blue Origin y unos cuantos más…. hay que poner algún tipo de límite.

    Os comento otro tema diferente que no sé dónde preguntar, perdón:
    ¿Habeis oído eso de que la NASA está estudiando llevar a Marte a los perros robot de Boston Dinamics?

    1. Algo he oído. La verdad, es la mejor forma de explorar un planeta con una geografía tan cambiante.

      Aunque se tirase un «chucho» de éstos dos días cargando la energía necesaria para moverse un par de horas, en ese par de horas llega 100 veces más lejos que cualquier Rover… Y, si se cae, se pone de pie de nuevo.

      Obviamente, los diseños TERRESTRES de Boston Dynamics no servirían en Marte, habría que rediseñarlos… pero son mucho más rápidos y versátiles.

  11. OT : la sonda esperanza de los emiratos árabes unidos a entrado en órbita y esperemos que de verdad haga ciencia y no solo saque fotos bonitas de Marte 😒

  12. Maldita sea… 480 millones de satélites en un único lanzamiento… Será difícil que SpX consiga batir este récord, incluso con los Starlink v2 lanzados con Starship.

    *****

    Gracias, Daniel, no sabía absolutamente nada sobre el Proyecto West Ford; otra locura de la guerra fría, como el proyecto Pluto.
    Me cuesta creer que alguien estuviera dispuesto a realizar una burrada tal como lanzar una capa orbital de agujas de cobre.

    Si los Aliens nos observan, nos observan boquiabiertos.

    1. No creo, Martínez.
      Seguramente los Aliens también hayan hecho sus burradas.
      Quizá dirían «¡Mira, a éstos no se les ocurrió lanzar agujas!»

      Saludos

  13. Que historia !
    Supondria que es un invento si no fuera porque lo leo en este foro. Increible lo que podemos hacer

    El titulo «cuando la Tierra estuvo rodeada por millones de agujas de metal» es de rabiosa actuallidad dada las campañas de vacunación masiva en la que estamos, (conciudadanos del mundo ! y sufridores de esta terrible pandemia ! )….otra desgracia.

    Poned el hombro y que no quede en orbita ni una sola de esas agujas tan necesarias,
    (las intramusculares claro)

  14. «Afortunadamente, todavía estamos a tiempo de evitar algo así»
    ojala, pero si las empresas privadas aprovechan «el bug» antes de que aparezcan regulaciones. quien los para?
    …su «buena voluntad»?

    excelente articulo Daniel, nunca leí sobre este tema. 🙂

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