Los tratados son herramientas poderosas para lograr que las naciones se alineen en asuntos importantes. Han moldeado la historia de la humanidad desde los primeros Estados incipientes hasta nuestra época actual. En la mayoría de los casos, los tratados son fáciles de hacer cumplir porque resulta evidente cuándo una de las partes no respeta sus obligaciones. Pero ¿qué ocurre cuando las actividades que incumplen el tratado no pueden observarse? Esto puede convertirse en un problema en lo que respecta al espacio.

En 1967, las Naciones Unidas redactaron el Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre y negociaron con los Estados miembros para que lo firmaran. Con el paso de las décadas, más países se han adherido y, en la actualidad, todas las grandes potencias espaciales son signatarias del tratado. Su principal disposición consiste en mantener el espacio abierto a la exploración de todas las naciones, prohibiendo cualquier reclamación de soberanía. Pero, además, también prohíbe las armas nucleares en el espacio.

Con la Guerra Fría en pleno apogeo en 1967, la prohibición de armas nucleares —o de armas de destrucción masiva— podría haber resultado conflictiva. Sin embargo, tanto Estados Unidos como la URSS acababan de atravesar la crisis de los misiles de Cuba, que había generado el riesgo de una escalada accidental y de un posible conflicto nuclear. Durante un breve periodo, ambas naciones se mostraron cautelosas y decidieron firmar el tratado. La practicidad formaba parte de esta decisión, puesto que poner armas nucleares en el espacio o en la Luna no solo resultaba poco práctico, sino que cualquier intento habría sido enormemente costoso. Quién sabe qué otras maniobras entre bastidores acompañaron la firma del tratado.

China crea un arma de microondas de alta potencia que puede tumbar la red de satélites Starlink de un plumazoOmar KardoudiUn nuevo arma electromagnética china puede desactivar satélites en órbita baja con sus pulsos de hasta 100 gigavatios. El avance está pensado para la guerra que se puede librar desde el espacio

Si avanzamos hasta la actualidad, la Guerra Fría ha pasado a los libros de historia, al igual que la URSS. Pero Estados Unidos y Rusia siguen contando con enormes arsenales de armas atómicas y, en su mayor parte, continúan siendo adversarios. A medida que las armas atómicas han aumentado su poder explosivo y los vuelos espaciales se han convertido en algo rutinario, se está reconsiderando el riesgo de armas atómicas en el espacio.

Un episodio ocurrido hace unos años ilustra bien esta cuestión. En 2022, apenas unas semanas antes de que Rusia invadiera Ucrania, este país lanzó al espacio un satélite denominado Cosmos2553. Rusia afirmó que se trataba de un satélite ordinario más. Pero un par de años después, un portavoz del gobierno estadounidense advirtió que ese lanzamiento podría haber transportado un arma al espacio.

Esta ilustración muestra el cinturón interno de Van Allen de la Tierra en rojo, dominado por protones, y el cinturón externo en azul, dominado por electrones. (JHUAPL, NASA)

"Todos deberíamos preocuparnos ante la posibilidad de que Rusia coloque un arma nuclear en el espacio", dijo Vipin Narang, secretario de Defensa adjunto en funciones para Política Espacial, en 2024, "lo que supondría una amenaza para los satélites operados por países y empresas de todo el mundo, así como para los servicios vitales de comunicaciones, científicos, meteorológicos, agrícolas, comerciales y de seguridad nacional de los que todos dependemos".

Esta declaración sucede en un contexto en el que, a medida que su guerra contra Ucrania se prolongaba, Rusia estaba aumentando sus amenazas de utilizar armas nucleares. Con ello pretendía disuadir a otras naciones, en especial a las de la OTAN, de intervenir y respaldar a Ucrania. Había que considerar la posibilidad de que estas amenazas también se aplicasen a las armas espaciales.

Pero todo este asunto pone de relieve un problema del Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre: no existe manera de confirmar si el lanzamiento del satélite ruso puso un arma atómica en el espacio. Por tanto, tampoco existe manera de confirmar si se ha incumplido el tratado, lo que deja al resto de firmantes en una situación peligrosa y comprometida.

Ahora, un investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) propone un nuevo método para detectar armas atómicas en satélites en órbita. Ha publicado su trabajo en Nature, bajo el título "Verification of the Outer Space Treaty with cosmic protons". Se llama Areg Danagoulian y es profesor asociado de Ciencia e Ingeniería Nuclear en el MIT. Su propuesta busca ofrecer un mecanismo de verificación hasta ahora inexistente.

"Recientemente, el Gobierno de Estados Unidos ha manifestado su preocupación por que Rusia esté probando componentes de armas antisatélite (ASAT) con carga nuclear, con la posibilidad de que llegue a emplazar un arma nuclear en el espacio", escribe Danagoulian. "Un dispositivo de este tipo, si llegara a detonar, destruiría la mayoría de los satélites situados en la órbita baja terrestre".

La órbita baja terrestre (LEO) está densamente poblada de satélites. Allí se encuentran satélites de vigilancia medioambiental como los Sentinel de la ESA y los GOES de la NASA. Los satélites de meteorología espacial también se sitúan en la LEO. Las constelaciones Starlink igualmente residen allí, como el Hubble, la Estación Espacial Internacional, la estación espacial china Tiangong y muchos otros satélites. Perder todos estos activos resultaría catastrófico.

"Este peligro se agrava por la ausencia de un mecanismo de verificación para el Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre", escribe Danagoulian, quien añade que no se ha propuesto ninguna metodología de detección en la literatura científica abierta. "Aquí se presenta un concepto y un estudio de viabilidad" para verificar el cumplimiento del tratado por parte de un satélite, mediante la observación de los neutrones inducidos por espalación a partir de los protones de aproximadamente un GeV presentes en los cinturones de radiación internos de Van Allen, escribe.

El Cosmos2553 fue lanzado hacia las regiones superiores de la LEO, dentro del cinturón interno de Van Allen. Se trata de una ubicación inusual para un satélite, aunque tiene pleno sentido si se pretende comprobar cuánto tiempo puede resistir un satélite a la radiación. Los cinturones de radiación de Van Allen contienen protones atrapados con energías de MeV a GeV capaces de dañar la electrónica. Esto forma parte de lo que motivó las advertencias sobre la posibilidad de que el satélite transportase un arma atómica.

"Los rusos lanzaron este satélite en una órbita muy extraña e inusual, porque atraviesa el entorno más hostil posible alrededor del planeta", explicó Danagoulian en un comunicado de prensa. "Nadie coloca satélites ahí porque es un lugar altamente radiactivo. ¿Por qué colocar un satélite en esa órbita? Bueno, esa ubicación es probablemente el mejor punto para atrapar electrones si se detonara un arma termonuclear."

El principal peligro de un arma atómica en el espacio no reside en la propia explosión, sino en los electrones de alta energía. Atraparlos crea un cinturón de radiación artificial capaz de inutilizar satélites, en lugar de permitir que se disipen en el espacio. El problema reside en detectar estas armas de antemano. El método de Danagoulian se basa en la espalación del material fisible presente en las armas.

"Cuando un protón energético colisiona con elementos de número atómico elevado, como el uranio y el plutonio, cada protón puede expulsar algo así como 40 neutrones", explicó Danagoulian. "Se trata de una cifra descomunal. Hablamos de millones de protones por segundo y por centímetro cuadrado, muchos de los cuales generan 40 neutrones cada uno. La cuestión es si se pueden detectar algunos de esos neutrones."

Algunos neutrones están presentes de forma natural en la LEO y nada tienen que ver con el uranio o el plutonio. Un satélite normal también emite neutrones, aunque en una cantidad muchísimo menor que el material fisible con números atómicos elevados. Por tanto, es necesario disponer de un modo de diferenciarlos.

"La mayoría de los detectores de neutrones son muy sensibles a los protones, de modo que hay que ingeniar métodos inteligentes para rechazar los protones y conservar los neutrones", señaló Danagoulian. "También hay que distinguir entre los neutrones de origen natural y los procedentes de la espalación provocada por el satélite."

Danagoulian concibe un satélite inspector que se aproximaría al satélite objetivo. Este satélite inspector contaría con detectores especiales formados por dos paneles de sensores de neutrones conocidos como centelleadores, situados entre otros detectores de diamante capaces de distinguir entre protones y electrones naturales y neutrones procedentes de material radiactivo. Al disponer de dos paneles, el sistema puede detectar la dirección de procedencia de los neutrones. Si provienen del satélite objetivo, este contiene material fisible.

Aunque se trata de una situación de riesgo considerable, Danagoulian sostiene que el satélite observador podría funcionar. "Los cálculos muestran que una plataforma de detección del tamaño de un CubeSat de 9U puede identificar un arma termonuclear a una distancia de 4 km en aproximadamente una semana de observación", escribe en su artículo.

No obstante, podría detectar un arma mucho antes si se encontrara más cerca. Bastaría con una hora aproximadamente para detectar un arma si el satélite pudiera situarse a menos de 1000 m de su objetivo, lo que equivale prácticamente a un único sobrevuelo. También es posible diseñar un sistema con múltiples satélites inspectores.