Spazzatura spaziale, cos’è e perché è una minaccia per i satelliti intorno alla Terra

Come se non bastassero le tonnellate di rifiuti che produciamo ogni giorno sulla Terra, a breve ci toccherà fare seriamente i conti anche con la spazzatura nello spazio. I detriti spaziali infatti stanno diventando sempre di più, e rappresentano una minaccia per i satelliti e per la stessa Stazione Spaziale Internazionale, dal momento che un detrito di appena 10 centimetri potrebbe distruggere completamente un satellite di medie dimensioni, costituendo perciò un bel problema.

Cosa sono i detriti spaziali

In oltre 60 anni di storia umana nello spazio abbiamo effettuato qualcosa come 6.220 lanci (dati ESA aggiornati a luglio del 2022). Questi ci hanno permesso di fare grandissimi progressi nel campo tecnologico, basti pensare ai satelliti per le telecomunicazioni o a quelli per le rilevazioni meteorologiche. Tecnologie che siamo ben felici di avere, ma che comportano anche un problema: quello dei detriti spaziali.

Per la maggior parte si tratta di pezzi che si sono staccati dai vari razzi e satelliti, ma è possibile trovare anche un guanto perso dall’astronauta Edward White, una macchina fotografica persa da Michael Collins, i sacchi dell'immondizia della Stazione Spaziale Mir, una chiave inglese e persino uno spazzolino da denti.

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Quanti rifiuti ci sono nello spazio

Si stima che oggi, intorno all’orbita terrestre, ci siano qualcosa come 36.500 detriti spaziali larghi più di 10 centimetri, che diventano 1 milione se contiamo quelli da 10 cm a 1 cm di larghezza. Il numero di detriti invece che vanno da 1 cm di larghezza fino ad appena 1 millimetro sarebbe superiore agli oltre 130 milioni. La maggior parte di questi detriti si trova nella Orbita Terrestre Bassa, ovvero tra i 300 e i 1000 km di altitudine. Sono pericolosi? Decisamente sì. Pensate che un detrito di circa 10 cm ha la capacità di distruggere completamente un satellite di medie dimensioni, e ne potrebbe bastare uno di appena 1 centimetro per compromettere seriamente un’operazione di lancio. Infine quelli di un millimetro possono causare danni locali o rendere inutilizzabili alcuni sottosistemi.

Oggi la densità di rifiuti nello spazio è ancora piuttosto bassa: a 1.000 km di altitudine, dove se ne trovano di più, è di appena 0,0001 oggetti per km³. Da ciò, come potete immaginare, deriva una scarsa probabilità di collisioni. Il problema però è che basta un solo incidente per creare, in potenza, altre decine o centinaia di detriti, che a loro volta potranno andare a colpire altri detriti o satelliti, in un effetto a cascata che potrebbe un giorno rendere addirittura impossibile l'esplorazione spaziale o l’utilizzo di satelliti. Questo scenario prende il nome di Sindrome di Kessler, dal nome del suo ideatore Donald J. Kessler, un consulente della NASA che già nel 1978 mise in guardia sugli effetti di questa reazione a catena.

Come proteggersi dai detriti spaziali

La Stazione Spaziale Internazionale dispone già di alcune protezioni per attutire gli effetti di eventuali collisioni con detriti spaziali. Non sempre sono sufficienti però: pensate che anche la famosissima cupola di osservazione ha un graffio sulla sua superficie dovuto a un detrito spaziale. Una delle soluzioni più comuni è quindi quella di modificare l'orbita della Stazione Spaziale Internazionale tramite i motori della ISS o delle navicelle a essa collegate.

Quanto ai satelliti, quello che stanno facendo gli scienziati è cercare di monitorare il tragitto di questi detriti, così da modificare la rotta dei satelliti in modo tale da schivarli. Cosa questa che però è possibile fare solo con i satelliti di ultima generazione, che dispongono di alcuni motori per fare queste manovre.

Ad ogni modo tracciare i detriti spaziali è un’operazione tutt’altro che semplice: esistono dei sensori ottici per farlo, come i laser ad esempio, ma diventato via via meno efficaci tanto più piccolo è il detrito spaziale. Un detrito inferiore ai 10 cm di larghezza, infatti, non è solo difficile da individuare, ma è anche più imprevedibile nei suoi spostamenti, data la minore stabilità orbitale.

Le soluzioni per risolvere il problema

Vediamo adesso a quali soluzioni si sta pensando per risolvere il problema della spazzatura spaziale. La prima, a rigor di logica, sarebbe quella di prevenire quanto più possibile i futuri incidenti e collisioni. Questo si può fare migliorando le tecnologie aerospaziali o tracciando con ancora più precisione le orbite dei detriti spaziali, in modo tale da evitarli. Un’altra cosa che si può fare è facilitare il processo di autodistruzione dei detriti. Considerate che la maggior parte degli oggetti che si staccano da un razzo o da un satellite finiscono per disintegrarsi a contatto con l’atmosfera. Ideare e costruire delle componenti aerospaziali che possano facilitare questo processo è quindi una buona cosa. Sempre nei rimedi a breve termine c’è quello di pianificare delle manovre di rientro controllato per tutti gli oggetti che lanciamo nello spazio, in modo tale da mandarli in pensione prima che possano andare incontro a deterioramento. Il rientro controllato prevede infatti che il satellite si distrugga autonomamente a contatto con l'atmosfera. Se poi qualche pezzo dovesse sopravvivere, si fa in modo che la sua traiettoria di caduta termini in mare aperto, dove non rappresenterebbe un pericolo per nessuno.

Poi ci sono le soluzioni a lungo termine. Negli ultimi anni infatti si è cominciato a pensare anche a delle soluzioni per recuperare fisicamente la spazzatura spaziale. L’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea, ha avviato due progetti che mirano a questo scopo. Il primo prevede di individuare i grandi detriti spaziali e utilizzare una rete per agganciarli. L’altro prevede invece l’utilizzo di un robot spaziale. Quest’ultimo sarà progettato per avvicinarsi al detrito da recuperare facendo convergere gradualmente le due orbite. Una volta avvicinato il robot aggancerà il detrito con delle braccia meccaniche per poi riportarlo sulla Terra.