Proponen un método para detectar armas nucleares en el espacio y evitar futuras amenazas

Expertos del MIT (Estados Unidos) han propuesto un método para determinar si un satélite que orbita la Tierra contiene un arma nuclear. En un nuevo artículo publicado en 'Nature', Areg Danagoulian del MIT describe su idea para un sistema de sensores basado en satélites que podría orbitar cerca de un satélite sospechoso y detectar neutrones generados por protones de alta energía que colisionan con material radiactivo.

En 2024, un funcionario del gobierno estadounidense advirtió que Rusia podría estar desarrollando un nuevo satélite diseñado para transportar armas nucleares al espacio. Esta declaración se produjo tras el lanzamiento de un satélite ruso sospechoso a la órbita terrestre baja en 2022, apenas unas semanas antes de la invasión a gran escala de Ucrania por parte de ese país.

Una detonación nuclear en la órbita terrestre baja liberaría billones de electrones de alta energía que destruirían muchos de los satélites en el espacio, interrumpiendo las redes de telecomunicaciones, el GPS, el internet espacial y mucho más.

El Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967 prohíbe el emplazamiento de armas nucleares en el espacio, pero actualmente no existe ningún método para verificar que los satélites no contengan armas nucleares. De hecho, ni siquiera se han propuesto métodos de verificación en la literatura científica no clasificada y revisada por pares.

En el artículo, Danagoulian calcula que un sistema de sensores del tamaño de una enciclopedia grande podría detectar un arma nuclear con un 99% de precisión si orbitara a menos de 4.000 metros del satélite sospechoso durante aproximadamente una semana. También estima que el tiempo de detección podría reducirse a unas horas si se utilizaran varios sensores satelitales o si el satélite sensor lograra acercarse a menos de 1.000 metros del satélite sospechoso.

"Si finalmente contamos con mecanismos de verificación para el Tratado del Espacio Ultraterrestre, esto presionará a los países para que respeten el tratado o revelen sus actividades, ya que saben que, si intentan violarlo, lo descubriremos", apunta Danagoulian. "Espero sinceramente que esto se convierta en un sistema real, o en un sistema de prueba de concepto, pero el objetivo ahora mismo es lograr que los laboratorios nacionales utilicen este trabajo para sus propias investigaciones y que los responsables políticos consideren seriamente esta tecnología como una posible parte de los recursos técnicos nacionales".

En 1962, Estados Unidos detonó una ojiva termonuclear de 1,4 megatones en el espacio, que destruyó involuntariamente muchos de los primeros satélites de la época. La explosión liberó enormes cantidades de electrones altamente energizados, muchos de los cuales quedaron atrapados en el campo magnético terrestre, donde dañaron cualquier dispositivo electrónico a su paso.

"Cuando se produce una detonación nuclear en el espacio exterior, básicamente todo el cuerpo de la bomba se ioniza y casi todos los electrones de su masa se liberan", explica Danagoulian. "Se inyectan en lo que se conoce como el cinturón de radiación interno de Van Allen. Una vez allí, los electrones comienzan a chocar con todo lo que atraviesa esos cinturones, causando ionización, daños por radiación y otros efectos. A medida que nos adentramos más en el espacio, se crean estos densos cinturones alrededor de la Tierra, poblados por protones y electrones de alta energía".

El Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967 declaró el espacio como "patrimonio de toda la humanidad" y prohibió las armas nucleares en el espacio, entre otras medidas de protección. Desde entonces, ha sido firmado por 118 países, incluidos Estados Unidos, China y Rusia.

La supervisión del cumplimiento del tratado se ha vuelto más urgente desde el lanzamiento en 2022 por parte de Rusia del satélite sospechoso Cosmos 2553, que Rusia afirma que se utiliza para vigilancia y detección. Sin embargo, las autoridades estadounidenses creen que podría transportar componentes de un dispositivo nuclear en fase de pruebas, con el posible objetivo futuro de desplegar un arma nuclear antisatélite real. La detonación de un arma nuclear en esa órbita podría destruir muchos de los satélites de reconocimiento estadounidenses, las plataformas internacionales de satélites de comunicaciones, así como los satélites Starlink.

Danagoulian señala que la mayor parte de la investigación sobre detección nuclear es altamente clasificada, lo que dificulta saber cuánto progreso se ha logrado en los laboratorios nacionales. Pero quería demostrar que es posible probar científicamente la presencia de un arma nuclear en el espacio. El método desarrollado por Danagoulian se centra en una reacción conocida como espalación, causada por protones de alta energía en entornos radiactivos.

"Cuando un protón energético choca contra elementos con un número atómico alto, como el uranio y el plutonio, cada protón puede expulsar unos 40 neutrones", explica. "Es una cantidad descomunal. Estamos hablando de millones de protones por segundo por centímetro cuadrado, muchos de los cuales generan 40 neutrones.

Los satélites normales no emiten tantos neutrones, pero aún existen protones, neutrones y electrones de origen natural en la atmósfera, especialmente en la órbita terrestre baja. El concepto de Danagoulian utiliza dos paneles compuestos por píxeles de sensores de neutrones, conocidos como centelleadores, que interactúan con la radiación y emiten luz. Estos paneles se encuentran intercalados entre detectores de diamante de cristal sintético, lo que permite al sistema distinguir entre los neutrones provenientes de materiales radiactivos y los protones y electrones naturales. Esta configuración de dos paneles permite estimar la dirección del neutrón, diferenciando así entre los neutrones atmosféricos naturales y los que provienen de un posible satélite.

"La mayoría de los detectores de neutrones son muy sensibles a los protones, así que hay que idear métodos ingeniosos para rechazarlos pero retener los neutrones", detalla Danagoulian. "Además, hay que distinguir entre los neutrones de origen natural y los neutrones generados por la espalación del satélite".

Él cree que el sistema, colocado dentro de un satélite de inspección, sería lo suficientemente resistente como para sobrevivir al duro entorno de la órbita terrestre baja, a la vez que lo suficientemente rápido como para procesar los protones, electrones y neutrones que lo bombardean.

Los cálculos de Danagoulian sobre cuánto tiempo tendría que permanecer el satélite detector cerca del satélite sospechoso le dan confianza en la viabilidad del sistema. Si un satélite detector pudiera acercarse a menos de 1.000 metros del satélite sospechoso, podría detectar con precisión armas nucleares en aproximadamente una hora. Esto equivaldría a un solo sobrevuelo.

Danagoulian califica el artículo como un estudio de viabilidad del concepto. De esta forma, espera que el estudio impulse nuevas investigaciones y desarrollos. También colabora con investigadores del Centro de Seguridad y Política Nuclear (CNSP) del MIT para comprender el panorama político en torno a este tema.

Si finalmente se desarrolla una versión de su sistema, Danagoulian cree que podría fomentar la no proliferación que hasta ahora ha contribuido a la conservación de los satélites. Señala que, si bien es natural que los países adversarios desconfíen de las afirmaciones de los demás, la evidencia científica fortalecería la confianza.

Este trabajo contó con el apoyo, en parte, de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, la Fundación Carnegie y Longview Philanthropy.