Il nostro pianeta è circondato da veicoli spaziali che svolgono un importante lavoro per studiare il nostro clima in evoluzione, fornire servizi di comunicazione e navigazione globali e aiutarci a rispondere a importanti domande scientifiche. Ma alcune delle loro orbite stanno diventando affollate e sempre più piene di frammenti mortali e in rapido movimento di satelliti e razzi in disuso che minacciano il nostro futuro nello spazio.
Nel 2002, l’Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC), di cui l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) è membro, ha pubblicato le sue Linee guida per la mitigazione dei detriti spaziali. Le misure descritte nelle linee guida volontarie stabiliscono come progettare, far volare e smaltire le missioni spaziali in modo da impedire la creazione di ulteriori detriti. Sono state un passo importante per la protezione delle nostre orbite importanti e hanno costituito la base per la politica di mitigazione presso l’ESA e oltre, per la legislazione nazionale e gli standard tecnici per due decenni.
Dal 2016, lo Space Debris Office dell’ESA ha pubblicato un rapporto annuale sull’ambiente spaziale per fornire una panoramica trasparente delle attività spaziali globali e determinare quanto queste e altre misure internazionali di riduzione dei detriti stiano migliorando la sostenibilità a lungo termine dei voli spaziali.
Di seguito una panoramica dello Space Environment Report del 2024:
- l’ambiente orbitale della Terra è una risorsa finita.
- Nel 2023 sono stati lanciati più satelliti che in qualsiasi anno precedente.
- Il numero e la scala delle costellazioni di satelliti commerciali in determinate orbite terrestri basse continuano ad aumentare.
- Non abbastanza satelliti lasciano queste orbite fortemente congestionate alla fine della loro vita.
- I satelliti che rimangono nella loro orbita operativa alla fine della loro missione rischiano di frammentarsi in pericolose nubi di detriti che rimangono in orbita per molti anni.
- I satelliti attivi devono eseguire un numero crescente di manovre di prevenzione delle collisioni per evitare altri satelliti e frammenti di detriti spaziali.
- L’adozione di misure di mitigazione dei detriti spaziali sta lentamente migliorando, ma non è ancora sufficiente a fermare l’aumento del numero e della quantità di detriti spaziali.
- Senza ulteriori cambiamenti, il comportamento collettivo delle entità spaziali (aziende private e agenzie nazionali) è insostenibile a lungo termine.
La maggior parte delle tendenze continua
La quantità di detriti spaziali aumenta
La quantità di detriti spaziali in orbita continua ad aumentare rapidamente. Circa 35.000 oggetti sono ora tracciati dalle reti di sorveglianza spaziale. Circa 9.100 di questi sono carichi utili attivi, gli altri 26.000 sono pezzi di detriti di dimensioni superiori a 10cm. Tuttavia, il numero effettivo di oggetti di detriti spaziali di dimensioni superiori a 1cm, abbastanza grandi da essere in grado di causare danni catastrofici, è di oltre un milione.
La forte tendenza al rialzo nel numero di satelliti lanciati continua
Nel 2023, il traffico di lancio di carichi utili è stato di nuovo il più alto di sempre, con la maggior parte dei satelliti che sono diventati parte di grandi costellazioni di comunicazioni commerciali.
L’orbita terrestre bassa diventa sempre più affollata
All’interno dell’orbita terrestre bassa, ci sono intervalli di altitudine preferenziali per le costellazioni di comunicazione, che di conseguenza mostrano un chiaro picco nella concentrazione di satelliti. Due terzi di tutti i satelliti attivi, oltre 6.000, si trovano attualmente tra altitudini di 500 e 600km. Questa tendenza continuerà poiché la maggior parte dei satelliti appena lanciati nel 2023 si dirigerà verso queste orbite.
Rendere inevitabile l’azione evasiva
Qualsiasi collisione o esplosione che crei un gran numero di detriti sarebbe catastrofica per tutti i satelliti che condividono un’orbita trafficata, nonché per tutti i veicoli spaziali che devono attraversare queste orbite. Nelle orbite terrestri basse, il numero di eventi che attivano le procedure di prevenzione delle collisioni è in aumento, in parte a causa della crescente congestione del traffico, in parte a causa della crescente quantità di detriti.
Sforzi di mitigazione in aumento
I rientri mostrano una tendenza positiva
In termini assoluti, il numero di oggetti che rientrano nell’atmosfera terrestre nel 2023 è diminuito. Ciò è dovuto principalmente al rientro di detriti causato da uno specifico test missilistico antisatellite alla fine del 2021 che ha raggiunto il picco l’anno precedente. Tuttavia, gli sforzi per migliorare la conformità alle linee guida per la mitigazione dei detriti spaziali per rimuovere i satelliti alla fine del loro ciclo di vita dalle orbite importanti si sono intensificati. Ciò ha portato a un rapido aumento del numero di satelliti che rientrano nell’atmosfera.
Più rientri di carichi utili e corpi di razzi
Sia i corpi di razzi che i carichi utili stanno rientrando in numero maggiore anno dopo anno. Ciò può essere in parte attribuito agli sforzi maggiori per seguire le linee guida per la mitigazione dei detriti. Un altro fattore di quest’anno, e che continuerà a svolgere un ruolo per i prossimi anni, è l’elevato livello di attività solare causato dal picco nell’attuale ciclo solare. Questo periodo di intensi eventi meteorologici spaziali può spesso causare un aumento della resistenza atmosferica, che contribuisce ad accelerare i tempi di rientro.
Il numero di corpi di razzi che rientrano in modo controllato è un’area particolare di miglioramento. Circa il 90% dei corpi di razzi in orbite terrestri basse sta ora lasciando orbite preziose in conformità con gli standard applicabili nel 2023, con più della metà che rientra in modo controllato.
La sfida cresce con l’aumento netto dei detriti
Nonostante il miglioramento degli sforzi di mitigazione, la mancanza di conformità ha fatto sì che il 2023 abbia comunque visto una crescita netta della popolazione di detriti spaziali. Se estrapoliamo le tendenze attuali nel futuro, i numeri di collisioni catastrofiche potrebbero aumentare in modo significativo, segnala l’ESA. Ciò potrebbe portare alla “sindrome di Kessler”, che potrebbe vedere determinate orbite diventare pericolose e inutilizzabili nel tempo mentre i detriti continuano a scontrarsi e frammentarsi, creando un effetto a cascata.
I voli spaziali umani a rischio
Le aspirazioni future nello spazio si stanno orientando verso la Luna e oltre. Oltre a mantenere le orbite terrestri basse sicure da attraversare per gli esploratori spaziali umani, mantenere pulito lo spazio cislunare, la regione tra la Terra e la Luna, sta diventando un’area di crescente importanza. Senza una forte gravità e un’atmosfera densa per rimuovere gradualmente i detriti dall’orbita, è fondamentale applicare le lezioni apprese e mantenere le orbite lunari libere da detriti fin dall’inizio.
Sono necessarie linee guida più severe per la mitigazione dei detriti spaziali
La crescita netta della popolazione di detriti spaziali rende chiaro cosa si deve fare se vogliamo continuare a utilizzare il nostro ambiente spaziale. C’è un consenso crescente sul fatto che pratiche più severe per la mitigazione dei detriti spaziali debbano essere implementate a livello globale per mantenere le attività spaziali praticabili.
Definire standard comunitari
Ottenere una visione migliore del problema attraverso il monitoraggio e la segnalazione dei detriti spaziali è solo il primo passo per risolvere il problema dei detriti spaziali. L’ESA si è posta l’obiettivo di limitare significativamente la produzione di detriti nelle orbite terrestri e lunari di tutte le future missioni, programmi e attività entro il 2030 attraverso il suo approccio Zero Debris. L’ESA sta dando il buon esempio in quanto lavora a molte attività in parallelo come parte di questo approccio olistico:
- l’ESA ha aggiornato i suoi requisiti e standard di mitigazione dei detriti che regolano il modo in cui le missioni dell’Agenzia sono progettate, costruite, pilotate e smaltite, stabilendo anche le regole per qualsiasi azienda o istituzione che lavora con l’ESA nelle sue missioni.
- Linee guida più severe per la mitigazione dei detriti sono accolte con favore da molti nel settore spaziale e si manifestano nella crescente ondata di attività guidate dalla comunità. Nel 2023, l’ESA ha facilitato la creazione della Carta Zero Debris da parte della comunità Zero Debris in Europa. Da allora, la Carta è stata firmata da 12 Paesi e oltre 100 entità commerciali e non commerciali hanno firmato o si sono impegnate a firmare.
Sviluppo Zero Debris
L’ESA sta ora supportando il passo successivo, la creazione di un opuscolo tecnico Zero Debris, che riunisce i numerosi stakeholder del settore spaziale per raccogliere soluzioni tecniche per raggiungere le aspirazioni congiunte definite nella Carta Zero Debris. L’ESA lavora anche direttamente sullo sviluppo di tecnologie e capacità per prevenire e contrastare i detriti spaziali, consentendo e stimolando l’industria europea a sperimentare soluzioni di sostenibilità nello spazio.
L’ESA e i suoi partner stanno sviluppando diverse missioni per combattere attivamente la generazione di detriti, ad esempio tramite lo sviluppo di nuove tecniche di passivazione, la prevenzione della rottura in orbita e la conduzione di servizi in orbita.
Pulizia delle orbite
Anche se non creassimo nuovi detriti spaziali, non sarebbe sufficiente a prevenire una serie incontrollata di collisioni e frammentazioni. Dobbiamo anche ripulire le orbite disseminate di detriti tentando di far rientrare in sicurezza le missioni già in orbita e condurre una rimozione attiva dei detriti tramite missioni come ClearSpace-1 dell’ESA.
Laddove possibile, l’ESA sta tentando di deorbitare i satelliti che sono stati progettati e costruiti ben prima che le sue attuali linee guida entrassero in vigore. L’agenzia sta facendo grandi sforzi per rimuovere missioni come Aeolus e Cluster dall’orbita in modi più sostenibili di quanto inizialmente previsto.
