Uno Spazio sempre più affollato a causa dei detriti

Negli ultimi sessant’anni, l’esplorazione del cielo ha portato a incredibili progressi tecnologici, ma ha anche lasciato un’eredità meno visibile, ma altrettanto problematica: i detriti spaziali. Si tratta di frammenti di materiale, risultato accidentale delle missioni spaziali umane e non, che costituiscono oggi una delle principali minacce per la sicurezza delle orbite terrestri.

Secondo i dati forniti dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), i detriti spaziali si sono accumulati a partire dal 1957, quando il lancio del primo satellite artificiale, lo Sputnik, inaugurò l’era spaziale. Da allora, oltre 8.950 satelliti sono stati inviati nello spazio, e molti di essi, dopo aver concluso la loro missione, sono stati abbandonati in orbita.

Anche nello spazio ci sono i rifiuti

Lo studio dell’UNU-EHS evidenzia come l’aumento esponenziale del numero di satelliti in orbita stia aggravando la problematica dei detriti spaziali, mettendo a rischio la sicurezza delle operazioni spaziali e il futuro dell’esplorazione orbitale.

Con oltre 34.000 oggetti tracciati, solo una minima parte è rappresentata da satelliti funzionanti, mentre la maggioranza è costituita da spazzatura spaziale, come satelliti dismessi e razzi abbandonati. A complicare il quadro è la presenza di circa 130 milioni di frammenti troppo piccoli per essere monitorati, ma che, viaggiando a velocità estremamente elevate, possono causare danni catastrofici anche a strutture operative.

L’impatto pericoloso di questi detriti è già visibile. Come riportato dall’UNU-EHS la collisione del 2009 tra un satellite dismesso e uno attivo ha rilasciato migliaia di nuovi frammenti che ancora oggi orbitano attorno alla Terra, rappresentando una seria minaccia.

Nel documento “La gestione dei rifiuti spaziali” Andrea Cardellicchio e Simone Giacomo Giallongo di Telespazio affrontano il tema dei detriti spaziali e delle metodologie di rimozione attiva dei medesimi. Un approccio chiave è rappresentato dall’In Orbit Servicing (IOS), che include una serie di tecnologie e metodi per mitigare i detriti spaziali direttamente in orbita.

Le tecniche di rimozione attiva dei detriti offrono diverse soluzioni: i bracci robotici e i tentacoli, che possono operare su oggetti di varie forme e dimensioni, sebbene richiedano sistemi di controllo complessi; le reti spaziali, che possono catturare detriti da grandi distanze ma sono difficili da testare a terra; e gli arpioni spaziali, utili per una varietà di forme ma che potrebbero generare ulteriori detriti. Inoltre, il sistema laser terrestre, grazie alla sua capacità di trattare detriti piccoli senza contatto fisico e a un costo inferiore rispetto ai sistemi spaziali, rappresenta una soluzione promettente.

La valutazione del rischio per l’ESA

“Piccoli oggetti, grande minaccia” dichiara l’ESA: questa espressione riassume la crescente preoccupazione per i detriti spaziali di dimensioni ridotte, ma non per questo meno pericolosi. La valutazione del rischio associato a questi piccoli detriti e meteoroidi rappresenta una sfida complessa in relazione al monitoraggio.

I detriti spaziali variano dalle microscopiche particelle di polvere, che sono relativamente innocue, fino agli oggetti con un diametro di circa 1 cm. Sebbene le protezioni come il Whipple Shield possano offrire una difesa efficace contro i detriti di dimensioni maggiori, gli oggetti di dimensioni tra 1 e 10 cm rappresentano un rischio più grave di ciò che potremmo pensare.

Per affrontare questa minaccia, gli scienziati dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ricorrono a modelli probabilistici avanzati e software specializzati. Per esempio, per un satellite con una superficie di sezione trasversale di 100 m² orbitante a 400 km di altitudine, il tempo medio stimato tra impatti con un detrito di 10 cm è di circa 15.000 anni. Le stime variano in base a diversi fattori e i modelli in continua evoluzione aiutano a ottimizzare le strategie di mitigazione per proteggere le missioni spaziali.

La strategia NASA

La NASA ha preparato una strategia integrata per la sostenibilità spaziale, un’iniziativa messa in campo per contrastare una delle minacce più gravi per le operazioni spaziali future: l’accumulo di detriti spaziali.

Attualmente, la NASA stima che ci siano più di 36.000 oggetti di dimensioni superiori a 10 cm in orbita intorno alla Terra, con milioni di pezzi più piccoli, difficili da monitorare ma altrettanto pericolosi. I detriti spaziali, che vanno da vecchi satelliti non funzionanti a frammenti generati da collisioni, rappresentano un rischio serio per la sicurezza dei veicoli spaziali attivi.

“La pubblicazione di questa strategia segna un vero progresso per la NASA sulla sostenibilità spaziale”, ha affermato il vice amministratore della NASA Pam Melroy. “Lo spazio è affollato, e sta diventando sempre più affollato. Se vogliamo assicurarci che parti critiche dello spazio siano preservate in modo che i nostri figli e nipoti possano continuare a usarle a beneficio dell’umanità, è il momento di agire. La NASA si sta assicurando di allineare le nostre risorse per supportare attività sostenibili per noi e per tutti”.

La strategia della NASA mira a incentivare lo sviluppo di tecnologie in grado di ridurre e gestire i rifiuti spaziali, promuovendo al contempo politiche che favoriscano l’adozione di pratiche sostenibili da parte della comunità globale. Secondo l’ente, gli obiettivi di sostenibilità potranno essere risolti attraverso la collaborazione internazionale e mediante l’adozione di pratiche oculate a livello globale. L’intera comunità è chiamata a condividere informazioni e soluzioni, in modo da preservare l’ambiente spaziale.

La Zero Debris Charter di ESA

L’approccio Zero Debris dell’ESA è un’iniziativa ambiziosa che punta a migliorare la sicurezza e la sostenibilità delle attività spaziali, riducendo significativamente la produzione di detriti entro il 2030. Frutto di oltre un decennio di lavoro collaborativo, il programma introduce una revisione rigorosa dei requisiti di mitigazione dei detriti, stabilendo standard più stringenti per le missioni future.

Nel contesto di questo impegno, l’ESA ha recentemente siglato un importante accordo con Airbus Defence and Space, OHB e Thales Alenia Space, rafforzando la collaborazione con tre dei principali attori del settore spaziale europeo. Il contratto, firmato il 25 giugno 2024, prevede lo sviluppo di piattaforme satellitari compatibili con gli standard Zero Debris per orbite terrestri basse (LEO), puntando a promuovere tecnologie più sostenibili per le future missioni. A livello internazionale, la Carta Zero Debris, sostenuta da dodici Paesi e oltre cento organizzazioni, evidenzia il crescente consenso sulla necessità di adottare misure concrete per la gestione responsabile delle risorse spaziali.

“Il settore spaziale in Europa e oltre si unisce per dimostrare il suo impegno verso gli obiettivi Zero Debris entro il 2030. È giunto il momento di renderli realtà e possiamo raggiungere questo obiettivo solo insieme”, dichiara Tiago Soares, ingegnere capo di Clean Space presso l’ESA.

“L’implementazione richiede uno sforzo collaborativo della comunità Zero Debris, che si estende a molte discipline. Vediamo lo slancio di questi sforzi Zero Debris prendere piede man mano che diventano più concreti” conclude Soares.

Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici

Commenta questo approfondimento