I believe the bottleneck lies in the willingness of the various stakeholders to agree on making space safe and sustainable. Right now, the focus and effort are centered on monitoring and tracking, both by governments and agencies, as well as by companies like NorthStar, which aim to provide space surveillance as a service. However, in a cooperative context—ideal, if you will—the main technical challenge would lie in how we effectively share data, how we facilitate communication among satellite operators to reach an agreement in the event of a potential collision, and we might perhaps address or invest in other aspects of space sustainability, such as standardizing procedures for removing objects at the end of their useful life, designing new satellites to minimize the risks of explosion or the generation of new debris, or developing technologies for the active removal of space objects that are no longer functional.

Of course, even in this ideal cooperative context, it would still be necessary to conduct oversight to ensure the accuracy of the data provided, or to verify that end-of-life re-entry measures are carried out as declared, and to track or monitor inactive or space debris objects. One possible analogy is that of the air traffic control system, in which commercial aircraft have access to navigation aids and share their positions in real time, but there is an air navigation service provider that collaborates, participates, and verifies that the flight is proceeding correctly. A monitoring system in a cooperative environment, however, similar to air navigation services, would be much less complex than what is required in the current context.

Perhaps the hardest part is answering the question concisely. In any case, I believe there are essentially three factors complicating the tracking of objects in orbit: – the increase in the number of objects in orbit, which has already been mentioned during the panel discussion, – the fact that many of these active objects are maneuverable, and third, that there are many small objects and debris.

The first point—the increase in objects in orbit—is related to the processing capacity of tracking systems and sets out requirements for the sensor networks needed to track them. It is necessary to match the measurements obtained with the object that produced them, and that is much more difficult with 30,000 satellites in orbit than with 10,000, and the outlook is not encouraging in that regard.

Furthermore, and this is where the second factor comes in, active objects are capable of maneuvering, using low-thrust electric propulsion almost continuously, which makes predicting the next measurement to be received from an object more complex and requires computationally more expensive processing methods. Finally, tracking small objects is technically more difficult, and once again, it places demands on sensor networks regarding resolution in the case of optical imagery, or noise considerations in the case of radar, which makes tracking more complex.

It should be noted that the number of CubeSat and nanosat launches has grown in recent years, making this problem more acute. Not only that, but these objects generally lack propulsion—which is positive in some ways—yet they are launched together in shared missions, with several maintaining a similar orbit throughout their entire operational life. Once again, associating observations with the object is a challenge that pushes tracking systems to their limits.

Just as in our daily lives: reaching an agreement is always the hardest part. Detecting and tracking objects is complex, but both public agencies and private companies have made significant efforts in recent years to address the challenges involved. Predicting trajectories is something we can and know how to do: but the question we must answer is usually more complicated than simply determining the trajectory of this object.

The question is: does the observation we have correspond to this object? And that, in addition to predicting the trajectory, involves properly managing the uncertainty associated with our knowledge of the orbital object’s position and velocity. The fact that objects can maneuver, as we have mentioned, makes answering this question complicated in many cases. Finally, coordinating decisions is also complex because, on many occasions, the information they have is different, so there is no agreement on the analysis of the situation. There is an anecdote in this regard that occurred a few years ago, in 2019, between Aeolus and Starlink.

This was the first instance in which an operational satellite maneuvered to avoid a collision with a satellite from a mega-constellation. In this case, it became clear that communication is essential, and that having different data can lead to a lack of consensus in analyzing the situation.

Of course, I believe the most important changes must occur at the level of regulation or self-regulation. But focusing the question on what we can do in this field, I believe that, as a researcher, it is important to promote the transfer of knowledge from universities or research centers to satellite operations, both in the field of monitoring and in satellite design or the development of active debris removal technologies.

Furthermore, as an educator, I believe it is important to train the next generations of engineers (and not just engineers) who will pursue their professional careers in the space sector with a focus on safety and sustainability. 

Al hilo de lo que comentaba Almudena, creo que el cuello de botella esta en la voluntad de ponerse de acuerdo entre los diferentes actores en hacer el espacio seguro y sostenible. Ahora mismo, el foco, el esfuerzo se centra en el monitoreo o seguimiento, tanto por parte de los gobiernos y agencias, como por parte de empresas como NorthStar, que quieren proporcionar la vigilancia espacial como servicio. Sin embargo, en un contexto cooperativo, ideal si se quiere, el problema técnico principal residiría en como compartimos los datos de manera efectiva, como facilitamos la comunicación entre operadores de satélites para ponerse de acuerdo en el caso de que exista posibilidad de colisión, y podríamos quizá atender o invertir en otros aspectos de la sostenibilidad espacial, como por ejemplo, en la estandarización de los procedimientos de retirada de los objetos al final de su vida util, en el diseño los nuevos satélites para minimizar los riesgos de explosión o generación de nuevos fragmentos, o en tecnologías de retirada activa de objetos espaciales ya inútiles. Por supuesto, en este contexto cooperativo ideal seria todavía necesario realizar una vigilancia para velar por la fidelidad de los datos proporcionados, o comprobar que las medidas para re-entrada al final de la vida util se lleva a cabo de la manera declarada, y para hacer seguimiento o monitorear objetos inactivos o deshechos espaciales. Una posible analogía es la del sistema de trafico aéreo, en la que los aviones comerciales disponen de ayudas a la navegación, y comparten su posición en tiempo real, pero existe un proveedor de servicios de navegación aérea que colabora, participa y comprueba que el desarrollo del vuelo es el correcto. Un sistema de supervisión en un entorno cooperativo, no obstante, al modo de los servicios de navegación aérea seria mucho menos complejo que el necesario en el contexto actual.

Lo mas dificil, posiblemente, es responder a la pregunta de manera concisa. De todos modos, creo que los elementos que estan complicando el seguimiento de objetos en orbita son, fundamentalmente tres: – el incremento de objetos en orbita, que ya ha sido mencionado en el panel, – que muchos de esos objetos activos son maniobrables y, tercero,  que hay muchos objetos pequeños y fragmentos. El primer punto, el aumento de objetos en orbita, esta relacionado con la capacidad de procesamiento de los sistemas de seguimiento, y tambien establece requisitos en las redes de sensores necesarias para seguirlo. Es necesario realizar la asociación de las medidas obtenidas con el objeto que las ha producido, y eso se hace mucho mas dificil con 30 mil satélites en orbita que con 10 mil, y la perspectiva no es alentadora, en ese sentido. Además, y aqui entra el segundo factor, los objetos activos son capaces de maniobrar, utilizado propulsion electrica de bajo empuje de manera casi continua, con lo que predecir la siguiente medida que se va a recibir de un objeto se hace mas complejo, y require de metodos de procesado computacionalmente mas costosos. Por ultimo, el seguimiento de objetos pequeños, es técnicamente mas dificil, y de nuevo, establece requisitos en las redes de sensores acerca de la resolución en el caso de imágenes opticas, o consideraciones sobre ruido en el caso de radar, que hace el seguimiento mas complejo. Hay que tener en cuenta que el numero de lanzamientos de cubsats y nanosats ha crecido en los últimos anos, haciendo este problema mas grave. No solo eso, si no que estos objetos, en general no tienen propulsion, que es positivo, de alguna forma, pero se lanzan de manera conjunta, en lanzamientos compartidos, manteniendo varios una orbita similar durante toda su vida util. De nuevo, la asociación de los observaciones con el objeto, es también en este caso un problema que lleva al limite los sistemas de seguimiento. 

 Como en nuestra experiencia cotidiana: ponerse de acuerdo siempre es lo mas dificil. Detectar y seguir los objetos es complejo, como mencionamos en la pregunta anterior, pero se ha realizado un esfuerzo, tanto de los organismos públicos como compañías privadas en los últimos anos para responder a los retos que supone. Predecir trayectorias es algo que podemos y sabemos hacer: pero la pregunta a la que debemos responder es normalmente mas complicada que la de cual es la trayectoria de este objeto. La pregunta es: la observación que tenemos puede corresponderse con este objeto? Y eso, ademas de predecir la trayectoria, incluye un manejo adecuado de la incertidumbre asociada al conocimiento que tenemos de la posición y velocidad del objeto orbital. El hecho de que los objetos puedan maniobrar, como hemos mencionado, hace que responder a esta pregunta sea complicado, en muchos casos. Finalmente, coordinar las decisiones es también complejo porque, en muchas ocasiones la información que manejan es diferente, de manera que no hay acuerdo en el análisis de la situación. Hay una anécdota a este respecto que sucedió hace unos anos, en 2019 entre el Aeolus y Starlink. Fue el primer caso en el que un satélite operacional maniobro para evitar la colisión con un satélite de una megaconstelacion. Y en este caso, se puso de manifiesto que la comunicación es fundamental, y que, disponer de datos diferentes puede hacer que no haya un acuerdo en el análisis de la situación.

Por supuesto, creo lo mas importante debe suceder a nivel de regulación o auto-regulacion. Pero enfocando la pregunta hacia que es lo que podemos hacer nosotros en este campo, creo que, como investigador, es importante fomentar la transferencia de conocimiento desde la Universidad o Centros de Investigación a la operación de satélites, tanto en el campo del monitoreo, como en el diseño de satélites o el desarrollo de tecnologías de active debris removal. Además, como docente, creo que es importante formar las siguientes generaciones de ingenieros (y no solo ingenieros) que desarrollaran su vida profesional en el sector espacial con el foco puesto en la seguridad y sostenibilidad.