Gli attuali livelli di attività spaziale potrebbero non essere sostenibili, anche senza l'introduzione delle cosiddette 'mega-costellazioni, ' ha dimostrato un nuovo studio dell'Università di Southampton.

Il professor Hugh Lewis dirà ai delegati della prima International Orbital Debris Conference che mantenere in orbita solo una piccola popolazione di satelliti ad un'altitudine superiore a 1000 km potrebbe portare a più collisioni e alla crescita esponenziale dei detriti spaziali. A peggiorare le cose, contromisure ampiamente riconosciute per prevenire i pericoli potrebbero effettivamente aumentare le possibilità di collisione in altre parti dell'orbita, aggiungerà.

Ci sono attualmente circa 34, 000 oggetti tracciabili in orbita attorno alla Terra, molti dei quali concentrati in una banda stretta al di sotto dei 2000 km di altitudine. Il Comitato di coordinamento inter-agenzia dei detriti spaziali ha designato questa banda, comunemente chiamata orbita terrestre bassa, come una regione protetta a causa della sua importanza per i voli spaziali. L'IADC ha anche identificato una serie di linee guida per la mitigazione dei detriti spaziali che si applicano a questa regione, in particolare la "regola dei 25 anni" che impone agli operatori satellitari di ridurre il tempo che i loro veicoli spaziali trascorrono nella regione protetta dopo la fine della loro missione. Si è capito che queste misure avrebbero impedito la generazione di nuovi detriti spaziali nella regione protetta.

Il professor Lewis ha utilizzato il modello di detriti spaziali all'avanguardia dell'Università di Southampton per esaminare come la popolazione di detriti spaziali tracciabili potrebbe rispondere se ci fosse un'adozione diffusa delle linee guida per la mitigazione e la recente attività spaziale continuasse invariata.

Invece di concentrarsi sui prossimi 200 anni di attività spaziale, come molti altri studi hanno fatto, Il professor Lewis ha esaminato l'impatto nei successivi 1000 anni.

I risultati hanno mostrato che anche se la maggior parte dei nuovi satelliti viene dispiegata ad altitudini molto al di sotto dei 1000 km, il piccolo numero che viene lanciato sopra questo è sufficiente per guidare una cascata di collisioni, una serie di collisioni che si verificano a una velocità accelerata che aumenta esponenzialmente la popolazione di detriti spaziali.

Il professor Lewis ha dichiarato:"Le simulazioni includevano lanci che mettevano in orbita meno di 20 satelliti all'anno ad altitudini superiori a 1000 km e solo uno o due di questi erano rimasti lì una volta che la "regola dei 25 anni" era stata applicata agli altri. con le nostre migliori contromisure, questo è stato sufficiente per far sì che la quantità di detriti spaziali lì crescesse in modo incontrollabile".

Di questo scenario a cascata di collisioni si parla da più di 40 anni, da quando la NASA ha identificato il pericolo, ma recenti ricerche avevano suggerito che le linee guida per la mitigazione potessero prevenirlo e controllare la crescita della popolazione di detriti spaziali.

"Il problema è che le nostre migliori contromisure rallentano il ritmo della collisione a cascata a tal punto che è impossibile osservare nelle attuali simulazioni di 200 anni. Estendendole a 1000 anni, la vera e quasi inevitabile natura del problema è stata rivelata."

Il professor Lewis ha scoperto che la frequenza delle collisioni catastrofiche, che comportano la completa distruzione di un satellite, raddoppia ogni 200-300 anni ad altitudini superiori a 1000 km.

"All'inizio di una simulazione, collisioni catastrofiche sopra i 1000 km si verificavano all'incirca ogni 50 anni. Alla fine, l'intervallo è sceso a sei anni nonostante il fatto che in questa regione fossero stati aggiunti solo uno o due satelliti ogni anno. Questo risultato evidenzia davvero quanto sia sensibile la popolazione di detriti alla nostra continua attività spaziale".

Lo studio ha anche scoperto una spiacevole sorpresa. Mentre la "regola dei 25 anni" ha chiaramente rallentato le collisioni a cascata sopra i 1000 km, ha portato ad un sostanziale aumento delle collisioni catastrofiche inferiori nella regione protetta.

Per rispettare la "regola dei 25 anni" nelle simulazioni, ogni satellite lanciato in orbita terrestre bassa ad altitudini superiori a circa 600 km ha eseguito una manovra al termine della sua missione. Queste manovre hanno creato traffico aggiuntivo al di sotto dei 600 km che ha portato a un forte aumento delle collisioni.

Il professor Lewis ha dichiarato:"Circa un quarto di tutte le collisioni catastrofiche osservate nelle simulazioni riguardava satelliti che avevano soddisfatto con successo la "regola dei 25 anni". Se guardiamo solo alle collisioni che coinvolgono interi, o intatto, satelliti allora il numero sale a due terzi".

Questa sarà una preoccupazione per organizzazioni come il Comitato di coordinamento dei detriti spaziali inter-agenzia, secondo il professor Lewis.

"Qualcosa che si pensava fosse la nostra contromisura più efficace si è rivelata una potenziale fonte di collisioni. Anche se queste particolari collisioni non porteranno necessariamente alla crescita incontrollata della popolazione di detriti spaziali, potrebbero rappresentare un sostanziale problema di sicurezza per i satelliti che desiderano per operare al di sotto dei 600 km di altitudine, comprese alcune grandi costellazioni."