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Dobbiamo iniziare a preoccuparci seriamente del problema dei detriti spaziali

Dobbiamo iniziare a preoccuparci seriamente del problema dei detriti spaziali
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ESA
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La spazzatura spaziale intorno al nostro pianeta sta per raggiungere un livello critico. A lanciare l'allarme sulla quantità di detriti, frammenti di satelliti e razzi non operativi è uno dei massimi funzionari addetti alla sicurezza spaziale dell'agenzia europea ESA.

L'orbita terrestre è inquinata da oltre 34mila oggetti e non esiste alcuna regolamentazione internazionale che obblighi gli operatori a recuperare detriti o dispositivi abbandonati. Distruggerli non è tra le opzioni perché questo non farebbe altro che generare detriti ancora più piccoli.

A settembre, un satellite ESA - gioiello per l’osservazione del pianeta - ha evitato per un soffio la collisione con un satellite della compagnia di Elon Musk, SpaceX.

Sebbene simili incidenti siano stati sfiorati in passato, per capire il livello di urgenza e di preoccupazione degli scienziati per il sovraffollamento orbitale, basti pensare che la costellazione Starlink immaginata da Elon Musk comprende circa 12mila satelliti.

L'animazione qui sopra ⬆️ mostra la distribuzione dei detriti spaziali di diverse dimensioni sulla base di un modello statistico.

L'ESA ha recentemente commissionato la prima missione di rimozione dei detriti spaziali alla startup svizzera ClearSpace. La missione ClearSpace-1 è prevista per il 2025 e "abbraccerà" il satellite indesiderato VESPA utilizzando quattro bracci robotizzati, riportandolo nell'atmosfera dove finirà per disintegrarsi.

"Immaginate quanto sarebbe pericoloso navigare in alto mare se tutte le navi affondate nella storia fossero ancora alla deriva sulla superficie", le parole di Jan Wörner, direttore generale dell'ESA durante un briefing sulla missione. "Questa è la situazione orbitale al momento, e non possiamo permetterci che perduri".

La "sostenibilità spaziale" è uno dei temi chiave per la comunità scientifica e se ne è molto parlato nel corso della European Space Week di Helsinki. L'arrivo nel mercato di nuovi attori in grado di lanciare in orbita decine di piccoli satelliti - della dimensione di una scatola da scarpe, per intenderci - rende tutto ancora più complicato.

Regola spaziale numero uno: non ci sono regole

Chi non ha familiarità con le regole spaziali potrebbe immaginarsi che esista una sorta di ente regolatore del traffico aereo. Non è così: non è compito né dell'ESA né della NASA, indica Holger Krag del dipartimento sicurezza dell'Agenzia Spaziale Europea.

"Il regolamento spaziale prevede libertà quasi illimitata da un punto di vista legale: ogni paese ha libertà di accesso allo spazio, così come ce l'hanno le sue aziende. L'unico limite di questa libertà è quello di non entrare in conflitto con la libertà altrui. Non è possibile fare leggi o regole: ecco perché non credo che vedremo tanto presto alcun regime simile a quello del traffico aereo".

"La soluzione verrà dal pragmatismo e dalla responsabilità degli operatori", continua Krag. "Oggi è già possibile trasmettere posizione e piani di manovra. Sono ottimista, i segnali sono buoni".

Se temete un incidente, mandate un'email

Non essendoci leggi, non esiste neanche una piattaforma internazionale per organizzare o monitorare il traffico spaziale. Detta semplicemente: se il vostro satellite rischia di andare a schiantarsi contro quello di un altro, fate meglio ad inviargli un'email per avvertirlo. Il problema però è che non esiste nemmeno un database centrale di indirizzi email, né obblighi di risposta o protocolli che indichino chi deve fare cosa.

Si stima che in orbita sopra le nostre teste ci siano circa 2mila satelliti attivi e 3mila inattivi. Se consideriamo pezzi di razzi e altri detriti, la somma totale fa 34mila oggetti.

Attualmente, la principale sala di controllo per evitare potenziali collisioni spaziali è la rete di sorveglianza spaziale dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti. "Sono molto pragmatici nel condividere i loro dati. È una fonte estremamente significativa per chiunque operi su veicoli spaziali, non si potrebbe fare a meno di loro" spiega Krag.

Ma è imperfetta. "Si tratta di un sistema militare, quindi non ha bisogno di tanta precisione. È stato creato per proteggere gli Stati Uniti, non per tracciare minuscoli oggetti che volano a 40mila km/h. Il sistema di allarme non è molto affidabile, con conseguenti frequenti falsi allarmi che costano tempo, denaro e ore di lavoro".

"Oggi, l'ESA dispone di una flotta di 20 veicoli spaziali", continua Krag. "Per ognuna di queste 20 navicelle, riceviamo diverse centinaia di allarmi di collisione ogni un giorno. La cosa ci tiene abbastanza occupati: la maggior parte sono falsi allarmi proprio perché i dati mancano di precisione e agiamo in base alle probabilità."

Una delle soluzioni sta nel migliorare la precisione attraverso osservazioni più accurate.

"I detriti volano a 25mila km/h, quindi le soluzioni di cui abbiamo bisogno sono diverse dalle normali esigenze del traffico aereo. Dobbiamo coordinarci, e tutto deve essere automatizzato. Non possiamo aspettare che le Nazioni Unite sviluppino un sistema centrale di gestione del traffico, ci deve essere una soluzione pragmatica tra gli operatori già in orbita".

Porta a casa la spazzatura

Una delle soluzioni consiste nell'escogitare modi per "riportare a casa" i detriti esistenti, ma non è un compito facile.

Immaginate un oggetto minuscolo, che non emette alcuna luce o segnale, che vola a 25mila km/h su un'orbita casuale. A questa velocità, il più piccolo pezzo di rottame può causare danni devastanti. Una soluzione dovrebbe cercare di essere anche economica perché la si dovrebbe replicare diverse migliaia di volte.

Non essendo possibile fermare gli oggetti usando un "muro" (nello spazio, i detriti rimbalzerebbero semplicemente nella direzione opposta), l'ESA ha scelto il metodo dell'"abbraccio robotico" ClearSpace-1.

"È come un tentacolo che abbraccia l'oggetto così da catturarlo prima ancora di toccarlo. Le dinamiche nello spazio sono molto interessanti: se tocchi l'oggetto da un lato, si allontana immediatamente dall'altro, e così è meglio abbracciarlo e poi afferrarlo" tutto intero.

"Ma non dimentichiamo che si tratta di un'operazione estremamente difficile. È già difficile attraccarsi alla Stazione Spaziale Internazionale, mentre ora cerchiamo di interfacciarci con un oggetto senza sapere nemmeno con precisione cosa sia e come si muova... non invia alcun segnale, e quindi dobbiamo determinare la sua posizione da terra; poi rifare lo stesso dallo spazio; dobbiamo incontrarlo, catturarlo, spostarlo verso terra e portarlo fuori dallo Spazio. Una cosa mai tentata prima".

La comunità spaziale sta pensando a nuove tecnologie come l'utilizzo dei campi magnetici della Terra oppure propulsori al plasma.

Gli esperti affermano che l'inquinamento ambientale causato dai satelliti che rientrano nell'atmosfera sia quasi trascurabile. Ciononostante, l'ESA sta lavorando a carburanti più efficienti ed ecologici, su una migliore gestione dei rifiuti e sulla riduzione dei materiali tossici nei veicoli spaziali.

Assicurarsi che le cose che mandiamo in orbita possano fare ritorno

Oltre alla rimozione dei detriti, l'ESA indica come ogni operatore dovrebbe assicurarsi di poter riportare i propri dispositivi sulla Terra una volta terminato l'uso.

La soluzione migliore sarebbe quella di mantenere un po' di carburante per la manovra di ritorno, ma gli operatori spesso preferiscono usare il satellite il più a lungo possibile, lasciandoli poi bloccati senza più benzina per fare rientro.

Non si tratta necessariamente di malafede, dice Krag, in quanto è molto difficile portare un oggetto a terra: solo il 50% delle missioni ci riesce.

Tra i nuovi attori spaziali privati, alcuni cercano di essere "puliti", altri meno.

La registrazione di uno shuttle alle Nazioni Unite è consigliata dalle linee guida internazionali, ma rimane ancora su base volontaria. Gli operatori spaziali devono rispettare solamente la legislazione di ciascun paese.

"Una buona idea per migliorare? Prevedere una missione di monitoraggio al centro operativo per un'ispezione tecnica, come si fa con la propria auto, una volta all'anno", conclude Krag. "Poi abbiamo bisogno di tecnologia, e qui ESA può essere d'aiuto per esempio con motori indipendenti e sistemi di comunicazione indipendente per i satelliti così da poterli utilizzare a fine vita".

Krag avverte che la temuta sindrome di Kessler - una sorta di maxi tamponamento a catena - è già realtà, di questi tempi. "Anche se l'esplorazione dello spazio terminasse oggi, il numero di oggetti continuerebbe a crescere a causa delle collisioni. Dovremmo almeno cercare di limitare questo effetto. È un po' come per il cambiamento climatico, dove il riscaldamento oltre i 2ºC creerebbe effetti a cascata. Se non cambiamo nulla, sarà un disastro. I nuovi attori devono comportarsi molto meglio di quanto abbiamo fatto in passato".

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