Nonostante i progressi tecnologici, e nella comprensione dell'ambiente spaziale, la necessità di aumentare significativamente il ritmo nell'applicazione delle misure proposte per ridurre la creazione di detriti è stata identificata durante la più grande conferenza europea sui detriti spaziali (più tramite International Consensus on Debris Threat). Credito:Agenzia spaziale europea
Frammenti vorticosi di passate imprese spaziali sono intrappolati in orbita attorno alla Terra, minacciando il nostro futuro nello spazio. Col tempo, il numero, la massa e l'area di questi oggetti detriti cresce costantemente, aumentando il rischio per i satelliti funzionanti.
Lo Space Debris Office dell'ESA monitora costantemente questa situazione di detriti in continua evoluzione, e ogni anno pubblica un rapporto sullo stato attuale dell'ambiente detritico.
Dall'inizio dell'era spaziale nel 1957, tonnellate di razzi, veicoli spaziali e strumenti sono stati lanciati nello spazio. Inizialmente, non c'era alcun piano su cosa fare con loro alla fine della loro vita. Da allora, i numeri hanno continuato ad aumentare e le esplosioni e le collisioni nello spazio hanno creato centinaia di migliaia di frammenti di detriti pericolosi.
"Il maggior contributo all'attuale problema dei detriti spaziali sono le esplosioni in orbita, causato dall'energia residua - carburante e batterie - a bordo di veicoli spaziali e razzi. Nonostante le misure in atto da anni per evitare ciò, non vediamo alcun calo nel numero di tali eventi. Le tendenze verso lo smaltimento a fine missione stanno migliorando, ma a passo lento, " spiega Holger Krag, Responsabile del programma di sicurezza spaziale.
Ridurre la creazione di detriti
"In considerazione del costante aumento del traffico spaziale, dobbiamo sviluppare e fornire tecnologie per rendere sicure le misure di prevenzione dei detriti, e l'ESA sta facendo proprio questo attraverso il suo programma di sicurezza spaziale. In parallelo, i regolatori devono monitorare più da vicino lo stato dei sistemi spaziali e l'aderenza globale alla mitigazione dei detriti sotto la loro giurisdizione".
Ci sono molti modi in cui i detriti possono essere creati nello spazio. Per ogni "evento di frammentazione" migliaia di pezzi di detriti pericolosi possono essere aggiunti all'orbita terrestre. Credito:Agenzia spaziale europea
Ora esistono linee guida e standard internazionali che chiariscono come possiamo raggiungere un uso sostenibile dello spazio:
Molte agenzie spaziali, le aziende private e altri attori spaziali stanno cambiando il loro comportamento per aderire a queste linee guida, ma è sufficiente?
Tendenze preoccupanti
Stiamo facendo sempre più detriti
Il numero di oggetti detriti, la loro massa combinata, e l'area totale che occupano è in costante aumento dall'inizio dell'era spaziale. Ciò è ulteriormente alimentato da un gran numero di rotture in orbita di veicoli spaziali e stadi di razzi.
L'area totale occupata dai detriti spaziali è importante in quanto è direttamente correlata al numero di collisioni che ci aspettiamo in futuro. Per come stanno le cose, si prevede che le collisioni tra detriti e satelliti funzionanti supereranno le esplosioni come fonte dominante di detriti.
L'80% dei razzi lanciati ora tenta di "pulire" l'orbita terrestre bassa - la stragrande maggioranza dei quali lo fa con successo - rispetto a poco più del 20% all'inizio del millennio. Credito:Agenzia spaziale europea
Gli eventi che creano detriti sono diventati più comuni
In media negli ultimi due decenni, Ogni anno nello spazio si sono verificate 12 "frammentazioni" accidentali e questa tendenza è purtroppo in aumento. Gli eventi di frammentazione descrivono i momenti in cui si creano detriti a causa di collisioni, esplosioni, problemi elettrici e anche solo il distacco di oggetti a causa delle dure condizioni nello spazio.
Il lato positivo
Si sta tentando di seguire le regole (non ancora abbastanza)
Sebbene non tutti i satelliti siano attualmente conformi alle linee guida internazionali, sempre più attori spaziali stanno tentando di attenersi alle regole. Nell'ultima decade, 15-30% di oggetti, o carichi utili lanciati in orbite non conformi nella regione dell'orbita terrestre bassa (esclusi i veicoli spaziali legati al volo spaziale umano) avevano tentato di conformarsi alle misure di mitigazione dei detriti. Tra il 5% e il 20% lo ha fatto con successo, con un picco del 35% nel 2018 a causa del de-orbita attivo dalla costellazione dell'Iridium.
Il numero di piccoli satelliti lanciati nell'orbita vicina alla Terra è notevolmente aumentato negli ultimi 10 anni, in parte a causa dell'aumento delle costellazioni satellitari. Credito:Agenzia spaziale europea
Altri razzi vengono smaltiti in sicurezza
Quando si tratta di razzi, sempre di più vengono smaltiti in modo sostenibile. Tra il 40 e l'80% di coloro che si trovano in un'orbita terrestre bassa non conforme in questo decennio ha tentato di conformarsi alle misure di mitigazione dei detriti. Di questi, Il 30-70% lo ha fatto con successo.
Di tutti i razzi lanciati nell'ultimo decennio, Il 60-80% (in termini di massa) ha aderito alle misure di mitigazione. Alcuni razzi sono in orbite basse della Terra che li portano a decadere naturalmente nell'atmosfera terrestre, ma una quantità significativa di razzi viene rimandata nell'atmosfera terrestre dove o bruciano o vengono fatti rientrare in aree disabitate. Tali pratiche sono in aumento, con circa il 30% dei razzi rientrati in sicurezza in modo controllato dal 2017.
Questa è una notizia molto buona. I corpi dei razzi sono tra gli oggetti più grandi che inviamo nello spazio e corrono un alto rischio di essere coinvolti in collisioni catastrofiche. Tutti i passaggi per garantire che non restino in orbita dopo un massimo di 24 ore dal lancio devono essere celebrati.
Più satelliti si mettono in orbite a bassa quota dove bruciano naturalmente
La quantità di "traffico" lanciato nella regione protetta dell'orbita terrestre bassa, fino a 2000 km di altitudine, sta cambiando in modo significativo, in particolare a causa della proliferazione di piccoli satelliti e costellazioni.
Più volte negli ultimi anni, tutti i satelliti in orbita geostazionaria hanno tentato di spostarsi responsabilmente fuori strada una volta raggiunta la fine della loro missione. Credito:Agenzia spaziale europea
Circa l'88% dei piccoli carichi utili lanciati in questa regione aderirà naturalmente alle misure di mitigazione dei detriti spaziali a causa della loro bassa altitudine, il che significa che si rompono nell'atmosfera terrestre.
Si stima che tra il 30-60% di tutta la massa dei satelliti (esclusi i voli spaziali umani) aderisca alle linee guida sulla fine del ciclo di vita per lo stesso motivo.
"L'aumento accelerato dei satelliti lanciati nell'orbita terrestre bassa è chiaramente visibile nel nostro ultimo rapporto, " spiega Tim Florer, Capo dell'Ufficio Detriti Spaziali dell'ESA.
"Abbiamo osservato cambiamenti fondamentali nel modo in cui utilizziamo lo spazio. Per continuare a beneficiare della scienza, tecnologia e dati che operando nello spazio porta, è fondamentale ottenere una migliore conformità con le linee guida esistenti per la mitigazione dei detriti spaziali nella progettazione e nelle operazioni dei veicoli spaziali. Non si insisterà mai abbastanza:questo è essenziale per l'uso sostenibile dello spazio".
Elevati tassi di mitigazione dei detriti in orbita geostazionaria
Satelliti lanciati nella regione geostazionaria protetta, 35, 586-35, 986 km di dislivello, hanno tassi molto elevati di aderenza alle misure di mitigazione dei detriti. Tra l'85% e il 100% che hanno raggiunto la fine della loro vita in questo decennio hanno tentato di rispettare queste misure, di cui il 60-90% lo ha fatto con successo.
In orbita geostazionaria, c'è un chiaro interesse commerciale per gli operatori a mantenere i loro percorsi liberi da satelliti e detriti defunti:non farlo metterebbe il loro veicolo spaziale, e linea di fondo, a serio rischio.
Questa GIF fa parte di un'animazione più lunga che mostra diversi tipi di oggetti detriti spaziali e diverse dimensioni di detriti in orbita attorno alla Terra. Credito:Agenzia spaziale europea
E adesso?
Analisi sistematica del cambiamento dei comportamenti nello spazio, quando si tratta di adottare misure di mitigazione dei detriti, fornisce ragioni per essere cautamente ottimisti:dieci anni fa non era così.
Se adottato rapidamente, investimenti sostenuti in nuove tecnologie per passivare e smaltire le missioni consentiranno al nostro ambiente di far fronte al continuo aumento del traffico spaziale e alle operazioni sempre più complesse.
Dobbiamo pensare all'ambiente spaziale come a una risorsa naturale condivisa e limitata. La continua creazione di detriti spaziali porterà alla sindrome di Kessler, quando la densità degli oggetti nell'orbita terrestre bassa è sufficientemente alta da creare un effetto a cascata tra gli oggetti e i detriti, ogni incidente generando detriti che quindi aumenta la probabilità di ulteriori collisioni. A questo punto, certe orbite intorno alla Terra diventeranno del tutto inospitali.
L'ESA sta lavorando attivamente per supportare le linee guida per la sostenibilità a lungo termine delle attività nello spazio extraatmosferico del Comitato delle Nazioni Unite sugli usi pacifici dello spazio esterno, compreso il finanziamento della prima missione al mondo per rimuovere un pezzo di detriti dall'orbita, contribuendo a creare un rating internazionale di sostenibilità spaziale e sviluppando tecnologie per automatizzare la prevenzione delle collisioni e ridurre l'impatto sul nostro ambiente dalle missioni spaziali.
