SpaceX ha ricevuto molti elogi e critiche con la creazione di Starlink, una costellazione che un giorno fornirà l'accesso a Internet a banda larga a tutto il mondo. Ad oggi, l'azienda ha lanciato oltre 800 satelliti e (a partire da quest'estate) li sta producendo al ritmo di circa 120 al mese. Ci sono persino piani per avere una costellazione di 42, 000 satelliti in orbita prima della fine del decennio.

Però, ci sono stati alcuni problemi lungo la strada, anche. A parte le solite preoccupazioni sull'inquinamento luminoso e le interferenze da radiofrequenza (RFI), c'è anche il tasso di guasto che questi satelliti hanno sperimentato. Nello specifico, circa il 3% dei suoi satelliti ha dimostrato di non rispondere e non sta più manovrando in orbita, che potrebbe rivelarsi pericoloso per altri satelliti e veicoli spaziali in orbita.

Per evitare collisioni in orbita, SpaceX equipaggia i suoi satelliti con propulsori krypton ad effetto Hall (motori ionici) per aumentare la loro orbita, manovrare nello spazio e deorbitare alla fine della loro vita. Però, secondo due recenti comunicazioni che SpaceX ha emesso alla Federal Communications Commission (FCC) durante l'estate (metà maggio e fine giugno), molti dei loro satelliti hanno perso la capacità di manovra da quando sono stati schierati.

Sfortunatamente, la società non ha fornito informazioni sufficienti per indicare quale dei suoi satelliti fosse interessato. Per questa ragione, l'astrofisico Jonathan McDowell dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e del Chandra X-ray Center ha presentato la sua analisi del comportamento orbitale dei satelliti per suggerire quali satelliti hanno fallito.

L'analisi è stata pubblicata sul sito web di McDowell (Rapporto Spazio di Jonathan), dove ha combinato i dati di SpaceX con fonti del governo degli Stati Uniti. Da questa, ha determinato che circa il 3% dei satelliti nella costellazione ha fallito perché non risponde più ai comandi. Naturalmente, un certo livello di logoramento è inevitabile, e il 3% è relativamente basso man mano che aumentano i tassi di fallimento.

Ma ogni satellite che non è in grado di manovrare a causa di problemi con le sue comunicazioni o il suo sistema di propulsione crea un rischio di collisione per altri satelliti e veicoli spaziali. Come ha detto McDowell Business Insider :

"Direi che il loro tasso di fallimento non è eclatante. Non è peggiore dei tassi di fallimento di chiunque altro. La preoccupazione è che anche un normale tasso di fallimento in una costellazione così grande finirà con un sacco di spazzatura spaziale."

Sindrome di Kessler

Prende il nome dagli scienziati della NASA Donald J. Kessler, che per primo lo propose nel 1978, La sindrome di Kessler si riferisce alla minaccia rappresentata dalle collisioni in orbita. Questi portano a rotture catastrofiche che creano più detriti che porteranno a ulteriori collisioni e rotture, e così via. Quando si prendono in considerazione i tassi di fallimento e i piani a lungo termine di SpaceX per una "megacostellazione, " questa sindrome alza naturalmente la sua brutta testa.

Non molto tempo fa, SpaceX ha ottenuto il permesso dalla Federal Communications Commission (FCC) di schierare circa 12, 000 satelliti Starlink a orbite che vanno da 328 km a 580 km (200-360 mi). Però, documenti più recenti con l'International Telecommunications Union (ITU) mostrano che l'azienda spera di creare una megacostellazione di ben 42, 000 satelliti.

In questo caso, un tasso di fallimento del 3% corrisponde a 360 e 1, 260 (rispettivamente) 250 kg (550 libbre) satelliti diventando defunta nel corso del tempo. A partire da febbraio 2020, secondo lo Space Debris Office (SDO) dell'ESA, ci sono attualmente 5, 500 satelliti in orbita attorno alla Terra, circa 2, di cui 300 ancora operativi. Ciò significa (utilizzando la matematica nuda) che una megacostellazione Starlink completa aumenterebbe il numero di satelliti non funzionanti in orbita dall'11% al 40%.

Il problema dei detriti e delle collisioni sembra ancora più minaccioso se si considera la quantità di detriti in orbita. Oltre ai satelliti non funzionanti, la SDO stima inoltre che attualmente siano 34, 000 oggetti in orbita che misurano più di 10 cm (~4 pollici) di diametro, 900, 000 oggetti tra 1 cm e 10 cm (0,4-4 pollici), e 128 milioni di oggetti tra 1 mm e 1 cm.

Strategie di mitigazione

Naturalmente, SpaceX ha sottolineato che il rischio di collisione è molto ridotto. Nei loro documenti depositati presso la FCC nell'aprile del 2017, SpaceX ha affrontato la possibilità di rischi di collisione ipotizzando tassi di "guasto del satellite con conseguente incapacità di eseguire procedure di prevenzione delle collisioni di 10, 5 e 1 per cento." In risposta, la società ha indicato che anche un rischio dell'1% era improbabile, date le seguenti specifiche e linee guida:

• Progettare la costellazione Starlink per superare le linee guida della NASA sulla mitigazione dei detriti e un "programma di monitoraggio aggressivo" per rilevare potenziali problemi e deorbitare i satelliti interessati.
• Un programma di distribuzione incrementale su un lungo periodo di tempo (che stanno eseguendo distribuendo un batch di 60 satelliti per lancio).
• Un processo di progettazione iterativo che sfrutta nuove tecnologie e aggiornamenti, evitando di lanciare altri satelliti identificati come problematici, e deorbitare quelli identificati come un rischio.

Scorso, ma non meno importante, SpaceX ha sottolineato che conduce simulazioni, che conferma con le informazioni del Joint Space Operations Center (JSpOC) dell'USAF e del modello di ingegneria dei detriti orbitali della NASA. Da questa, hanno affermato che sulla base di un tasso di guasto del satellite dell'1% e nessuna manovra correttiva, c'era "circa l'1% di possibilità ogni decennio che un satellite SpaceX guasto si scontrasse con un pezzo di detriti tracciati".

Dispiegamento di 60 satelliti Starlink confermato pic.twitter.com/x83OvjB4Pa

— SpaceX (@SpaceX) 6 ottobre, 2020

C'è anche il probabile scenario in cui i satelliti Starlink deorbitano naturalmente se i loro sistemi di propulsione si guastano e non sono in grado di aumentare la loro orbita o applicare una spinta correttiva. Ma anche con le loro orbite inferiori, rispetto ad altri satelliti per telecomunicazioni, questo processo richiederà ancora da uno a cinque anni. Alla fine del giorno, non ci sono garanzie, solo vigilanza e preparazione.

Intanto, Musk ha annunciato all'inizio di questo mese che con l'ultimo lotto dei suoi satelliti rilasciato in orbita, Starlink sta pianificando di lanciare un beta test del suo servizio Internet. "Una volta che questi satelliti raggiungono la loro posizione target, saremo in grado di lanciare una beta pubblica abbastanza ampia negli Stati Uniti settentrionali e, si spera, nel Canada meridionale. Altri paesi da seguire non appena avremo ricevuto l'approvazione normativa, ", ha twittato.