Mentre lavorava al Johnson Space Center della NASA negli anni '70, l'astrofisico Donald Kessler ha predetto che le collisioni di detriti spaziali sarebbero diventate sempre più comuni man mano che la densità dei detriti spaziali aumentava in orbita attorno alla Terra, creando un effetto a cascata. Dal 2005, la quantità di detriti in orbita ha seguito una curva di crescita esponenziale, confermando la previsione di Kessler.

Dato che il problema non farà che peggiorare nei prossimi anni, c'è una crescente domanda di tecnologie in grado di rimuovere i detriti spaziali. A seguito di un processo competitivo, l'ESA ha recentemente incaricato la startup svizzera ClearSpace Today di creare la prima missione spaziale al mondo per la rimozione di detriti. Questa missione, noto come ClearSpace-1, dovrebbe essere lanciato entro il 2025 e aprirà la strada a ulteriori missioni di rimozione dei detriti.

Attualmente, ci sono circa 29, 000 pezzi di detriti spaziali in orbita che rappresentano un grave rischio di collisione con satelliti e missioni spaziali. Però, questi sono solo gli oggetti che superano i 10 cm (~4 pollici) di diametro. Oltre a ciò, ce ne sono circa 750, 000 oggetti di dimensioni comprese tra 1 mm e 1 cm e altri 166 milioni che misurano tra 1 e 10 cm (da 0,4 a 4 pollici) di diametro.

Per trovare soluzioni a questo problema, un team di ricercatori esperti di detriti spaziali dell'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) si è riunito per lanciare ClearSpace Today. Al recente Consiglio ministeriale dell'ESA (Space19+), avvenuta a Siviglia, Spagna, a fine novembre, i ministri hanno deciso di assegnare un contratto di servizio a un fornitore commerciale per rimuovere in modo sicuro un oggetto di proprietà dell'ESA inattivo da LEO.

Con il supporto fornito dal nuovo programma Space Safety dell'ESA, lo scopo di questa iniziativa è di contribuire al processo di ripulitura dello spazio orbitale. Allo stesso tempo, ha lo scopo di fungere da dimostratore che convaliderà le tecnologie necessarie per la rimozione dei detriti. Luisa Innocenti, a capo dell'iniziativa Clean Space dell'ESA, disse, "Gli studi della NASA e dell'ESA mostrano che l'unico modo per stabilizzare l'ambiente orbitale è rimuovere attivamente i detriti di grandi dimensioni. Di conseguenza, continueremo il nostro sviluppo di linee guida essenziali, tecnologie di navigazione e controllo e metodi di appuntamento e acquisizione attraverso un nuovo progetto chiamato Active Debris Removal/In-Orbit Servicing—ADRIOS. I risultati verranno applicati a ClearSpace-1. Questa nuova missione, implementato da un team di progetto dell'ESA, ci permetterà di dimostrare queste tecnologie, ottenendo una prima mondiale nel processo."

Una volta in orbita, il "chaser" ClearSpace-1 si incontrerà con lo stadio superiore di un VEga Secondary Payload Adapter (VESPA) che si trova attualmente in un'orbita di altitudine di 800 km per 660 km (500 mi per 410 mi). Questo frammento è il risultato del secondo volo del lanciatore Vega, che ha avuto luogo nel 2013 e ha portato in orbita il satellite Proba-V dell'ESA, così come i primi satelliti del Vietnam e dell'Estonia.

Questo obiettivo è un soggetto ideale per una serie di motivi. Oltre ad avere una massa di 100 kg (220 libbre), che è paragonabile a quello di un satellite defunto, la sua forma relativamente semplice e la costruzione robusta lo renderanno facile da catturare e spostare. Come tale, questo stadio superiore VESPA è un buon banco di prova prima di qualsiasi tentativo di catturare più grandi, pezzi di detriti più impegnativi (o più pezzi).

Prima dell'appuntamento della missione ClearSpace-1 con il suo obiettivo, sarà lanciato in un'orbita inferiore a 500 km (mi) per la messa in servizio e i test critici. Una volta completato, l'inseguitore sarà portato alla sua orbita bersaglio e, sotto la supervisione dell'ESA, usa quattro bracci robotici per catturare la VESPA. Entrambi saranno quindi deorbitati per bruciare nell'atmosfera. Luc Piguet, il fondatore e CEO di ClearSpace, disse, "Questo è il momento giusto per una missione del genere. La questione dei detriti spaziali è più urgente che mai. Oggi, abbiamo quasi 2000 satelliti vivi nello spazio e più di 3000 falliti. E nei prossimi anni, il numero di satelliti aumenterà di un ordine di grandezza, con più mega-costellazioni composte da centinaia o addirittura migliaia di satelliti pianificati per un'orbita terrestre bassa per fornire un'ampia copertura, servizi di telecomunicazione e monitoraggio a bassa latenza. È chiara la necessità di un "carro attrezzi" per rimuovere i satelliti guasti da questa regione altamente trafficata".

Questa decisione fa parte del piano più ambizioso fino ad oggi per il futuro dell'ESA e del settore spaziale europeo. Al Consiglio dei ministri di quest'anno, l'ESA si è impegnata a incrementare in modo significativo i finanziamenti per la ricerca e l'esplorazione spaziale per la prima volta in 25 anni.

Ciò include il primo rivelatore di onde gravitazionali nello spazio, la Laser Interferometer Space Antenna (LISA), che accompagnerà la missione Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics (Athena) mentre studia un buco nero. Per ovvie ragioni, la gestione dei detriti spaziali occupa un posto speciale nei piani delle agenzie spaziali per il futuro.

Come uno dei principali inseguitori di detriti spaziali, l'impegno dell'ESA nelle strategie di mitigazione e pulizia non dovrebbe sorprendere.

"Immagina quanto sarebbe pericoloso navigare in alto mare se tutte le navi mai perse nella storia fossero ancora alla deriva sull'acqua, " ha dichiarato il direttore generale dell'ESA Jan Wörner. "Questa è la situazione attuale in orbita, e non si può permettere che continui. Gli Stati membri dell'ESA hanno dato il loro forte sostegno a questa nuova missione, che indica anche la strada per nuovi servizi commerciali essenziali in futuro."