Detriti spaziali: la situazione comincia a diventare pericolosa

In inglese li chiamano space debris, detriti spaziali, ma sarebbe più giusto pensare alla spazzatura che sfreccia incontrollata nell'orbita terrestre ad una decina  o più di chilometri al secondo: una ventina di volte la velocità di un aereo di linea. Si tratta di materiale di vario tipo: dai bulloni alle borse per gli attrezzi, dai satelliti abbandonati a interi stadi di lancio missilistici che, esaurita la loro funzione, vengono sganciati e rimangono a fluttuare. Ogni lancio può perciò portare in orbita molti detriti, anche senza incidenti. Dal 1957, anno del lancio del primo satellite artificiale - lo Sputnik - si è mandato in orbita di tutto e di più, ma non si è riportato a Terra praticamente nulla. L'ultimo caso risale a pochi giorni fa: un detrito di circa 15 centimetri residuo di un satellite cinese distrutto nel 2007, minacciava la Stazione Spaziale Internazionale. Il fenomeno sta sfuggendo dal nostro controllo?

Insomma se non è un'emergenza, poco ci manca. La cronaca recente sta portando sempre più spesso al centro dell’attenzione la questione dello “Space Debris”; espressione che convenzionalmente indica l’affollamento nello spazio di detriti artificiali prodotti dall’uomo e meteoriti naturali che passano nelle vicinanze del nostro pianeta. Basti pensare all’allarme scattato il 5 Aprile sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove si trovano l'italiano Paolo Nespoli, il russo Dmitri Kondratiev e l'americana Catherine Coleman. I tre astronauti erano pronti a rifugiarsi nella capsula Soyuz agganciata alla Stazione Spaziale in caso di pericolo. Ma questo è solo l'ultimo episodio di una lunga lista. Non a caso il tema è stato più volte in questi anni al centro delle riunioni  del COPUOS (il sottocomitato Onu sull’uso pacifico dello spazio). Gli esperti temono infatti che, in mancanza di adeguate misure per contrastare il proliferare di detriti nel cosmo, il problema possa diventare incontrollabile.

Il monitoraggio

Sono oltre 12.000 gli oggetti attualmente in orbita attorno alla Terra: “Solo tremila circa di questi – spiega Claudio Portelli, che segue il problema ‘Space Debris’ per l'Agenzia Spaziale Italiana – sono satelliti artificiali veri e propri; il resto è costituito da detriti di razzi e satelliti”. Le rilevazioni degli oggetti orbitanti vengono effettuate dal 1960, con diversi strumenti a seconda di dove si trovano. Le principali aree di osservazione sono due. Per la fascia LEO (Low Earth Orbit), quella tra i 200 e i 2000 chilometri di altezza dalla superficie terrestre, e anche quella più affollata in assoluto, si usano misurazioni radar che danno risoluzioni fino a pochi centimetri. Per la fascia GEO (Geostationary Earth Orbit), a 36000 chilometri di altitudine, ci si serve di osservazioni ottiche in grado di dare risoluzioni nell’ordine di un metro.   

 

Come si formano i detriti

I satelliti tuttora attivi sono il 5% dell’intera popolazione orbitante catalogata. Tutto il resto è composto da detriti suddivisi in due grandi categorie: per il 43% “operativi” (satelliti non più attivi, terzi stadi di lanciatori e altri oggetti vari, come i guanti persi dagli astronauti); per il 52% frammenti di ogni genere. Questi ultimi, in particolare, sono prodotti: da esplosioni (125 di terzi stadi catalogate, ma anche di satelliti); da deterioramento (ad esempio pezzi di vernice "vittime" dell'esposizione all'ossigeno atomico); da combustibili solidi (come microparticelle di ossido di alluminio e propellente incombusto intrappolato negli ugelli immersi). Fino ad oggi le esplosioni sono state la principale sorgente di detriti, ma l’affollamento – specie in LEO – darà alle collisioni il ruolo maggiore. Le simulazioni BAU (“Business as usual”) indicano che nei prossimi 50 anni la principale sorgente di detriti sarà addirittura la collisione tra satelliti. E’ chiaro che se il meccanismo delle collisioni inizia, generando da subito una enorme quantità di detriti, sarà impossibile controllarne l’evoluzione e si avranno collisioni a cascata.

 

Che pericolo costituiscono

Questi detriti si muovono nello spazio a velocità diverse a seconda dell’orbita in cui si trovano. Nella GEO, moderatamente affollata, si muovono più lentamente, intorno a 0,5 km al secondo. Nella LEO, la più affollata, arrivano a superare i 15 km al secondo. Mentre nell’orbita in mezzo a queste due, la MEO (Medium Earth Orbit), poco affollata, le velocità registrate sono molto variabili. La LEO è un’area estremamente delicata: è quella in cui si trova la stazione spaziale internazionale (ISS) e i satelliti di telecomunicazione e di osservazione (per esempio anche i satelliti di COSMO-SkyMed). La MEO è l’area tipicamente popolata dal GPS. Mentre la GEO ospita satelliti geostazionari per telecomunicazioni  e metereologici. I pericoli maggiori sono connessi quindi alle orbite più basse, che sono contemporaneamente le più affollate e in cui i detriti raggiungono le maggiori velocità. Nella LEO un frammento del peso di un milligrammo può forare la struttura di piattaforma o danneggiare un sensore esterno, un frammento del peso di un grammo può bucare e superare lo scudo protettivo e uno del peso di un chilogrammo può frammentare un satellite in più parti.

 

Proteggere i satelliti attivi, eliminare quelli inattivi

Le linee guida per la “mitigazione” sono articolate in sei punti. Primo, evitare le esplosioni accidentali in orbita. Secondo, evitare i danni da collisione durante la missione operativa. Terzo, limitare la permanenza in orbita a non oltre i 25 anni dal completamento della missione. Quarto, evitare errori nella rimozione di oggetti dalle regioni più popolate e ad alta valenza commerciale. Quinto, minimizzare il rilascio di oggetti operativi di dimensioni inferiori al millimetro. Sesto, minimizzare la massa e il numero dei frammenti nel rientro atmosferico distruttivo. A questo proposito, l’eventuale esplosione indotta dall’uomo deve avvenire ad altezze inferiori ai 90 chilometri, in modo che i detriti prodotti ricadano velocemente (nell’arco di pochi giorni) in atmosfera. E’ stato calcolato, ad esempio, che la distruzione di un vecchio satellite meteo cinese in orbita LEO, effettuata tramite missile balistico l’11 gennaio 2007, abbia prodotto in pochi secondi almeno 2600 nuovi detriti, causando una pericolosa impennata nel numero di frammenti potenzialmente attori di collisione in un orbita così affollata.

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Commenti: 3
  • #1

    kimaka (domenica, 10 aprile 2011 17:02)

    io sapevo ke erano 120 mila oggetti di vario genere:dal bullone a pezzi interi di satellite,il problema penso si porra' fra 20/30 anni quando l'attivita' nello spazio aumentera' e ci vorraqnno squadre intere a pulire con costi enormi...amenoke' nn si usera' il laser almeno per gli oggetti piccoli cosi' da vaporizzarli,ciao alla prossima.

  • #2

    lorenzov (domenica, 10 aprile 2011 19:56)

    Ciao Kimaka: fuggiremo dal pianeta Terra anche per questo motivo.
    L' umanita' fa schifo anche nello spazio limitrofo.
    Meno male che l' infinito e' infinito cosi' potremo risolvere il problema dei rifiuti.
    E' triste pero' pensare che incommesurabili risorse siano in futuro sprecate per la spazzatura spaziale!!!!
    Se avessi il potere di decidere obbligherei le Nazioni che hanno fatto lo scempio a risolvere nel piu' breve tempo possibile il problema.
    Sono pero' convinto che e' impossibile perseguire tutti coloro che abbandonano la spazzatura domestica fuori dai cassonetti.
    Rimane solo una questione di educazione.
    Pero' sarebbe sublime imporre ordine e disciplina nonche' parita' di doveri e diritti.
    Ciao a Tutti Voi, buon domani.

  • #3

    Lorenzo (lunedì, 11 aprile 2011 18:16)

    Lo spazio di chi è ? Di chi lo esplora, pertanto ne fa cio che vuole.
    L'uomo ragiona così: non pensa mai di mantenere integro cio che scopre e di cui non è l'artefice.
    Diventa di proprietà esclusiva del prepotente tutto cio che non può essere preservato nella proprietà da parte del legittimo proprietario. Considerato che in orbita non c'è il proprietario, allora gli riempiamo casa di spazzatura, tanto è talmente grande che nessuno se ne accorge.
    "Rimane solo una questione di educazione."... Ben detto.