Immagine fissa tratta da un film, Detriti spaziali ? un viaggio sulla Terra, in uscita il 18 aprile, 2017. Credito:ESA
Detriti orbitali, altrimenti noto come "spazzatura spaziale", è una grande preoccupazione. Questa enorme nube che orbita intorno alla Terra è il risultato di molti satelliti, piattaforme e lanciatori esauriti che sono stati inviati nello spazio nel corso degli anni. E col passare del tempo, le collisioni tra questi oggetti (così come le disintegrazioni e l'erosione) hanno creato ancora di più in termini di detriti.
A parte minacciare i satelliti e rappresentare un pericolo per le missioni orbitali a lungo termine – come la Stazione Spaziale Internazionale – questa situazione potrebbe porre seri problemi per i futuri lanci spaziali. E sulla base degli ultimi numeri rilasciati dallo Space Debris Office presso l'European Space Operations Centre (ESOC), il problema sta peggiorando.
Per scomporre i numeri, secondo l'ESOC, dall'inizio dell'era spaziale sono stati effettuati circa 5250 lanci, che ha preso il via ufficialmente il 4 ottobre, 1957, con il lancio del satellite sovietico Sputnik 1. Tra le tante missioni che sono state lanciate da allora, circa 23, 000 sono ancora in orbita, mentre solo 1200 sono ancora operativi.
Però, questo rappresenta solo il 6% di tutti gli oggetti reali in orbita. Un altro 38% può essere attribuito a satelliti dismessi, livelli superiori spesi e oggetti relativi alla missione (adattatori di lancio, copriobiettivo, eccetera.). Tutto detto, si stima che il 94% degli oggetti in orbita si qualificano come "detriti spaziali", un termine usato per descrivere oggetti che non hanno più alcuno scopo utile.
Le fonti di detriti spaziali includono esplosioni di corpi di razzi. Credito:ESA
Circa il 64% di questi oggetti sono frammenti delle numerose rotture, esplosioni e collisioni di satelliti o corpi di razzi avvenute negli ultimi decenni. Inoltre, ci sono prove di una popolazione di detriti molto più ampia che non può essere rintracciata operativamente. È qui che entrano in gioco ancora una volta gli ultimi numeri dell'ESA.
Secondo vari modelli statistici, ci sono circa 166 milioni di oggetti in orbita che variano in dimensioni da 1 mm a 1 cm di diametro. C'è anche un altro 750, 000 oggetti che vanno da 1 cm a 10 cm di diametro, e circa 29, 000 oggetti che superano i 10 cm di diametro. L'ESA e altre agenzie spaziali di tutto il mondo sono responsabili del monitoraggio di circa 42, 000 di quelli più grandi.
Tutto detto, la massa totale di tutti gli oggetti in orbita attorno alla Terra è stimata a 7500 tonnellate (~8267 tonnellate USA). E tra tutti questi detriti, poco più di 290 rotture, si sono verificati eventi di esplosioni e collisioni, con conseguente frammentazione degli oggetti e la creazione di molti pezzi più piccoli di detriti. Ognuno di questi è considerato una seria minaccia a causa delle velocità orbitali relative che hanno.
Il chip nella finestra della Cupola dell'ISS, fotografato dall'astronauta Tim Peake. Credito:ESA/NASA/Tim Peake
Essenzialmente, i detriti orbitali possono raggiungere velocità fino a 56, 000 km/h a causa della rotazione terrestre. A questa velocità, anche un pezzo di detriti delle dimensioni di un centimetro può danneggiare seriamente o disabilitare un veicolo spaziale operativo. Nel frattempo, una collisione con un oggetto più grande di 10 cm porterà a rotture catastrofiche, rilasciando nubi di detriti più pericolose che possono causare ulteriori collisioni catastrofiche, un fenomeno noto come "sindrome di Kessler".
Lasciato deselezionato, si riconosce che il problema peggiorerà in modo esponenziale. Non c'è da stupirsi quindi perché l'ESA e altre agenzie spaziali stiano parlando di attuare "misure di mitigazione dei detriti spaziali". Tali misure, che includono la riduzione della massa nelle regioni ad alta densità e la progettazione di imbarcazioni con tecnologie di rientro sicure, potrebbe ridurre il tasso di crescita delle popolazioni di detriti spaziali.
Ci sono anche proposte di "rimozione attiva", che colpirebbe i campi di detriti già lì. Già, ci sono diverse idee sul tavolo, che vanno dai laser spaziali che potrebbero eliminare i detriti dal percorso della ISS ai veicoli spaziali che potrebbero agganciarsi ai detriti e deorbitarli. Questi e altri argomenti correlati verranno tutti sollevati durante la prossima settima Conferenza europea sui detriti spaziali.
Grafico ESA intitolato "Perché è necessaria la mitigazione dei detriti spaziali". Credito:ESA
Questa conferenza si svolgerà dal 18 al 21 aprile, 2017, presso il Centro operativo spaziale europeo di Darmstadt, Germania. Come il più grande raduno del suo genere, questa conferenza di quattro giorni vedrà scienziati di fama internazionale, ingegneri, operatori, avvocati e responsabili politici di tutto il mondo si riuniscono per discutere diversi aspetti della ricerca sui detriti spaziali.
Ciò includerà tecniche di misurazione, teorie sulla modellazione ambientale, tecniche di analisi del rischio, disegni di protezione, concetti di mitigazione e riparazione, e questioni politiche e legali. Oltre a fornire un forum per presentare e discutere gli ultimi risultati, questa conferenza è anche l'occasione per gli esperti di definire le direzioni future della ricerca.
Le corsie spaziali devono essere liberate se speriamo di commercializzare e sfruttare l'orbita terrestre bassa (LEO) nei prossimi anni. E le brave persone che conducono ricerche a bordo della ISS e della stazione spaziale cinese Tianglong-1 lo apprezzeranno sicuramente.