Il Problema dei Rottami Spaziali — Come Ci Siamo Preclusi Da Soli La Strada Per Lo Spazio

Da quando iniziò l’era dell’esplorazione spaziale negli anni ‘50, gli umani hanno riempito lo spazio con razzi, satelliti e spazzatura varia, ed un giorno dovremo affrontarne le conseguenze. Quali sono queste conseguenze, e possiamo smettere di inquinare lo spazio? Scopriamolo insieme.

Contenuti

• Cos’è la spazzatura spaziale?
• Quanta spazzatura spaziale c’è, lassù?
  • L'aumento della spazzatura spaziale in cifre
• Da dove viene la spazzatura spaziale?
• Perché i detriti spaziali sono un problema?
  • Che cos’è la sindrome di Kessler?
• Incidenti con i rottami spaziali che hanno provocato danni
  • Detriti spaziali colpiscono la ISS
  • I rottami spaziali colpiscono la Luna
  • I rottami spaziali colpiscono la Terra
• Ci si può liberare della spazzatura spaziale?
• La mappa della spazzatura spaziale

Cos’è la spazzatura spaziale?

La spazzatura spaziale o detriti spaziali sono oggetti o materiali che involontariamente restano nello spazio perché dimenticati dagli umani, come ad esempio parti di satelliti non più funzionanti. Di seguito, alcuni esempi di oggetti che si possono trovare a fluttuare nello spazio:

• Stadi separati dei razzi;
• Viti e bulloni;
• Pezzi di vernice che si staccano dai satelliti o dalle stazioni spaziali;
• Un guanto;
• Un lenzuolo;
• Uno spazzolino da denti;
• Un paio di pinzette;
• Una borsa a tracolla per gli attrezzi.

La spazzatura spaziale si riferisce principalmente agli oggetti nell’orbita terrestre, ma l’essere umano è riuscito a lasciare rifiuti ovunque, anche sulla Luna.

Quanta spazzatura spaziale c’è, lassù?

Ad agosto 2022, l’ESA ha dichiarato che ci sono circa 31 870 tra oggetti e detriti, che vengono tracciati regolarmente dallo Space Surveillance Networks (SSN, Rete di Sorveglianza Spaziale). Eppure non tutti i detriti spaziali vengono tracciati e catalogati: il nostro sistema di sorveglianza può captare gli oggetti nello spazio solo se superano i 10 cm di diametro, nell’orbita terrestre bassa; mentre per quelli nell’orbita geostazionaria, la dimensione minima è di 1 m. Basandosi sui modelli statistici, ci sono circa 131 milioni di pezzi non tracciati, la cui grandezza è compresa, nella maggior parte dei casi, tra 1 mm e 1 cm.

L'aumento della spazzatura spaziale in cifre

Il numero degli oggetti nell’orbita terrestre che sono stati catalogati è cresciuto piuttosto linearmente negli scorsi decenni. Di seguito, la quantità approssimativa di detriti tracciati nell’orbita terrestre, secondo la IAA Situation Report on Space Debris.

• 1993: 7 700 oggetti
• 2001: 8 700 oggetti
• 2005: 10 300 oggetti
• 2013: 16 600 oggetti
• 2016: 17 700 oggetti
• 2022: 31 870 oggetti

Da dove viene la spazzatura spaziale?

La spazzatura spaziale è il risultato del lancio di razzi e satelliti da parte degli umani nello spazio: il lancio di ogni razzo lascia i razzi ausiliari, le carenature, gli interstadi ed altri detriti nell’orbita terrestre; i satelliti hanno un arco vitale limitato e prima o poi smettono di essere operativi, trasformandosi in ammassi metallici che restano in orbita a fluttuare senza meta; gli astronauti invece perdono oggetti nello spazio, come i loro attrezzi, ad esempio, mentre riparano la ISS od i satelliti.

Alcuni detriti spaziali sono il risultato delle collisioni tra satelliti: quando questi collidono, possono sgretolarsi in migliaia di pezzi che a loro volta possono colpire altri satelliti; in aggiunta, paesi come gli Stati Uniti, la Cina e l’India hanno usato le ASAT (armi antisatellite) per distruggerne alcuni, creando migliaia di nuovi detriti.

Perché i detriti spaziali sono un problema?

La più grande minaccia costituita dai detriti spaziali, al momento, è il danno che possono arrecare ai satelliti operativi, alle sonde e alla Stazione Spaziale Internazionale. Al contempo, le predizioni del possibile rischio che possono costituire per le future esplorazioni spaziali è diversa.

Il numero di rottami spaziali cresce principalmente nell’orbita terrestre bassa: gli umani continuano ad incrementare il numero di satelliti lì presenti, il che aumenta il rischio di collisione. Allo scopo di evitare l’impatto, i satelliti devono spostarsi dalla traiettoria dei detriti spaziali e, per questo, ogni anno tutti i satelliti (compresa la ISS), eseguono centinaia di manovre evasive.

Alcune fonti affermano che l’aumentare dei detriti renderà più costose e difficili le operazioni in orbita: i satelliti dovranno eseguire sempre più manovre evasive, il che aumenta la difficoltà delle operazioni, ed avranno anche bisogno di più carburante per eseguire tali manovre, e forse anche di scudi per proteggere le parti più delicate.

Altri ricercatori ipotizzano che il problema dei detriti spaziali diventerà realmente serio dopo il 2055, rendendo ulteriori esplorazioni spaziali praticamente impossibili: essi affermano che il numero dei detriti nell’orbita terrestre bassa è talmente elevato che le misure volte a ridurlo sono inutili.

Che cos’è la sindrome di Kessler?

La sindrome di Kessler è uno scenario in cui l’orbita terrestre bassa è gremita di rottami spaziali che scontrandosi con altri oggetti, creano ancora più detriti: indi per cui, la possibilità di ulteriori collisioni aumenta sempre di più e, prima o poi, porta al punto in cui l’orbita terrestre diventa inutilizzabile. Una buona rappresentazione di questo possibile futuro si trova nel film Gravity. La sindrome di Kessler viene chiamata così in onore di Donald Kessler, lo scienziato della NASA che nel 1978 formulò questa ipotesi.

Incidenti con i rottami spaziali che hanno provocato danni

Adesso che abbiamo affrontato la teoria, vediamo gli incidenti causati dalla spazzatura spaziale nella realtà

Detriti spaziali colpiscono la ISS

A partire dal dal 1999, la Stazione Spaziale Internazionale ha cambiato rotta più di 25 volte per evitare la collisione con detriti che è stato previsto l’avrebbero colpita, eppure queste manovre non l’hanno salvata del tutto: fino al 2019, sono stati registrati più di 1400 impatti con meteoroidi e detriti orbitanti. Tali collisioni hanno danneggiato diverse sezioni, inclusi gli impianti dei pannelli solari, le finestre russe e statunitensi, i radiatori, e non solo.

I rottami spaziali colpiscono la Luna

Nel 2022, un pezzo di spazzatura spaziale colpì la Luna per la prima volta: il 4 marzo 2022, il modulo superiore di un razzo cinese lanciato nel 2014 colpì il lato nascosto del nostro satellite naturale. Nessuno osservò l’impatto, ma secondo alcune simulazioni fatte al computer, il pezzo di razzo si sarebbe schiantato da qualche parte vicino al cratere Hertzsprung, ed avrebbe lasciato un cratere di circa 20 m di diametro.

I rottami spaziali colpiscono la Terra

Nonostante la maggior parte dei rottami spaziali bruci nell’atmosfera, alcuni detriti hanno colpito la superficie terrestre ma per fortuna senza causare danni importanti. Di seguito, alcuni episodi salienti:

• Uno dei primi incidenti registrati avvenne il 5 settembre 1962, quando un pezzo dello Sputnik IV cadde su Manitowoc, nel Wisconsin. Il frammento era grande 0,15 m e pesava 9,5 kg.
• La prima persona ferita dall’impatto (quasi) diretto con con un rottame spaziale fu, nel 2002, Wu Jie, un bambino cinese di 6 anni. Un pezzo di alluminio di 10 kg proveniente dal lancio del satellite Ziyuan-2B colpì l’albero di cachi sotto cui il piccolo stava giocando: l’incidente provocò al bambino la frattura di un dito del piede e un bernoccolo sulla fronte.
• Il 31 luglio 2022, lo stadio principale privo di carburante del Lunga Marcia-5B fece un rientro non controllato sorvolando la Malesia e l’Indonesia. Molte persone lo avvistarono, ma fortunatamente nessuno fu ferito.

Ci si può liberare della spazzatura spaziale?

Normalmente, i rottami spaziali orbitano attorno alla Terra fino a che non rientrano nell’atmosfera e vi bruciano. A seconda dell’altitudine dell’oggetto, questo processo può richiedere da qualche anno fino a qualche millennio. Gli oggetti sotto i 600 km di altitudine possono rientrare dopo pochi anni, mentre quelli ad 800 km circa continuano ad orbitare attorno alla terra per secoli; sopra ai 1000 km, si stima che continueranno a sfrecciare nell’orbita terrestre per migliaia di anni.

Ma non possiamo fermare i lanci di satelliti o sonde in attesa che la spazzatura spaziale diminuisca, dato che l’orbita terrestre è già affollata dai detriti spaziali, ed anche senza nuovi lanci, essi si moltiplicheranno per via delle numerose collisioni. È stato calcolato che, solo i frammenti di lunghezza compresa tra i 10 ed i 20 cm, aumenteranno del 320%.

Quindi, ovviamente, non si può aspettare che i detriti spaziali spariscano da soli: anche per questo, le compagnie del settore di tutto il mondo sono al lavoro per rimuovere i satelliti non più operativi dall’orbita e trascinarli nell’atmosfera, dove bruceranno. Tale progetto richiede l’uso di un arpione, una rete, magneti, ed addirittura lo sparo di laser!

La prima missione di questo tipo è programmata per il 2025, quando l’ESA lancerà un robot a quattro braccia per la raccolta della spazzatura spaziale, per rimuovere un solo rottame chiamato Vespa. Secondo i piani, la sonda dovrebbe afferrare Vespa e trascinarlo nell’atmosfera, dove bruceranno entrambi, il tutto per un costo complessivo di 120 milioni di euro.

Un altro metodo più realistico e meno dispendioso sarebbe di non lasciare gli oggetti in orbita, una volta che hanno adempiuto il loro compito: ci sono addirittura delle linee guida su come farlo, da parte dell’Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC, Comitato Inter-Agenzia Per I Detriti Spaziali)

La mappa della spazzatura spaziale

Anche tu, per conto tuo, puoi tracciare alcuni rottami: usa una mappa della spazzatura spaziale che mostra un modello 3D dei satelliti nell’orbita terrestre, compresi i detriti ed i satelliti inattivi; oppure scarica la nostra app Satellite Tracker che ti permetterà di sapere dove si trovano alcuni detriti spaziali, in qualsiasi momento. Li puoi trovare toccando l’icona del satellite nell’angolo in alto a destra, nella sezione “Spazzatura Spaziale”; inoltre, la maggior parte dei detriti ha la sigla DEB dopo il nome.

In Conclusione: La spazzatura spaziale è costituita da frammenti di materiale prodotto dagli umani, lanciato nello spazio e poi lasciato là, e comprende una grande varietà di oggetti, da satelliti non più funzionanti ad uno spazzolino. Se l’umanità continua a riempire di rifiuti l’orbita terrestre, nel peggiore dei casi, l’esplorazione spaziale diverrà impossibile. Le agenzie spaziali e affini stanno cercando di risolvere questo problema.