La spazzatura spaziale sta diventando un problema gigantesco

Di Andrea Signorelli
·8 minuto per la lettura
Photo credit: Space Frontiers - Getty Images
Photo credit: Space Frontiers - Getty Images

From Esquire

“Immaginate quanto sarebbe pericoloso navigare in alto mare se tutte le navi che sono affondate nel corso della storia stessero galleggiando sulla superficie dell’acqua”, ha spiegato il direttore generale dell’Agenzia Spaziale Europea Jan Wörner. “Questa è la situazione che dobbiamo attualmente affrontare in orbita”. Una situazione di cui è fin troppo consapevole l’equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale, che poco più di un mese fa si è trovato nuovamente a dover schivare in tutta fretta un rottame in rotta di collisione con la stazione (con conseguenze potenzialmente catastrofiche).

È la terza volta nel solo 2020 che l’equipaggio della ISS deve eseguire una manovra evasiva per assicurarsi di essere oltrepassato senza problemi da un rifiuto spaziale. Rifiuto che, in questa occasione, era probabilmente costituito della parte superiore di un razzo giapponese lanciato nel 2018, che viaggiava a 14,6 chilometri al secondo ed è stato evitato, grazie alla manovra, per soli 1,36 chilometri.

Non si è trattato del caso più grave. Il 16 luglio 2015, il Centro di Controllo di Houston notò che l’oggetto spaziale n. 36912 del catalogo del Norad si stava dirigendo verso la Stazione Spaziale. Il detrito si era staccato da un satellite meteorologico di epoca sovietica lanciato nel 1979 che, dopo aver funzionato per soli due anni, aveva trascorso i successivi 35 a rilasciare frammenti orbitanti. L’oggetto avvistato quel giorno aveva le dimensioni di un vassoio e, secondo i calcoli del Centro di Controllo di Houston, avrebbe dovuto mancare la ISS di circa 20 chilometri – penetrando comunque la zona di sicurezza nota come “box” – per poi orbitare attorno alla Terra e passare a una distanza talmente ravvicinata da far salire le probabilità di impatto a oltre una su 10mila (facendo di conseguenza scattare l’allarme rosso).

Photo credit: dottedhippo - Getty Images
Photo credit: dottedhippo - Getty Images

Solitamente, come visto, in queste situazioni si procede a una manovra evasiva. Nel caso del detrito n. 36912 non ci fu però il necessario preavviso: la Stazione Spaziale venne a sapere ciò che stava avvenendo con sole quattro ore di anticipo. Troppe poche per allontanarsi dalla traiettoria del detrito. A quel punto, restava una sola soluzione: rinchiudersi nella capsula russa Soyuz e sfruttarla come scialuppa di salvataggio in caso di impatto, abbandonando la ISS e tornando sulla Terra. Prima di allora, nella storia della Stazione, questo estremo rimedio era stato messo in conto solo altre tre volte.

L’impatto era previsto per le 12.01. Dieci minuti prima, l’equipaggio si sarebbe dovuto rintanare nella Soyuz e aspettare istruzioni. Fu in quei minuti – come hanno raccontato al New Yorker – che gli astronauti si trovarono a guardare fuori dal finestrino in attesa di conoscere il loro destino. Ma dal finestrino non si poteva vedere nulla: non solo perché fuori era scuro, ma anche perché come si può sperare di vedere qualcosa che si sta avvicinando a una velocità di 14 chilometri al secondo? “Non avremmo nemmeno saputo di essere stati colpiti. Saremmo semplicemente stati vaporizzati in un secondo”, ha raccontato Scott Kelly, astronauta americano a bordo della Stazione assieme a due colleghi russi. Alle 12.03, dopo un tempo che dev’essere parso infinito, i tre astronauti ricevettero il via libera: l’oggetto era passato a poco più di due chilometri. Una distanza che avrebbe potuto colmare in una frazione di secondo.

Ormai va messo in conto: gli shuttle e la Stazione Spaziale rischiano in continuazione la collisione con un detrito. Ma da dove arriva questa vera e propria spazzatura dello spazio che circonda la Terra come una cupola? Una parte è composta dai circa 8mila satelliti non più in funzione ma che resteranno abbandonati in orbita per decenni o secoli. A questi si aggiungono migliaia di parti di razzi e soprattutto una miriade di detriti creati da collisioni o da pezzi che si sono staccati dagli oggetti di cui sopra. Le agenzie specializzate come il Norad monitorano circa 26mila oggetti orbitanti attorno alla Terra, ma nel loro catalogo si trovano soltanto quelli che hanno dimensioni superiori ai dieci centimetri. Una piccola frazione del totale, che secondo alcune stime raggiunge i cento milioni di detriti delle dimensioni di almeno un millimetro e un numero inestimabile, nell’ordine delle migliaia di miliardi, di microrifiuti anche di un micron.

Ma alla velocità a cui questi detriti viaggiano, è sufficiente un oggetto grande quanto una moneta per fare danni incalcolabili. L’astronauta Tim Peaker, ha condiviso su Twitter i danni causati sulla cupola della Stazione da un oggetto che aveva probabilmente le dimensioni di due soli millimetri. Questo minuscolo frammento è riuscito a scheggiare i quattro pannelli – ognuno delle dimensioni di tre centimetri – che compongono la cupola; lasciando uno sfregio del diametro di sette millimetri. Un detrito di dieci centimetri può invece mandare in frantumi un satellite o una navicella.

Fortunatamente, a eliminare questi oggetti ci pensa il campo gravitazionale terrestre, che li attira a sé finché non raggiungono l'atmosfera, dove la maggior parte di essi brucia e si disintegra. Questo processo, però, è estremamente lungo: “Il campo gravitazionale terrestre”, si legge sul sito dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, “attira gran parte della spazzatura spaziale in orbite sempre più basse, fino a che non raggiunge l'atmosfera. La maggior parte brucia al rientro nell'atmosfera. Tanto maggiore è l'altezza a cui orbita il detrito, tanto più rimarrà in orbita. La spazzatura spaziale che si trova in orbita più bassa di 600 km normalmente cade sulla Terra entro pochi anni, mentre se si trova oltre i 1.000 km di altezza può restare in orbita oltre un secolo”.

Il problema è che questi detriti continuano ad aumentare a enorme velocità. “Nel febbraio 2009”, racconta ancora il New Yorker, “ottocento chilometri sopra la penisola siberiana del Tajmyr, sulla costa artica russa, due satelliti intatti si schiantarono l’uno contro l’altro per la prima volta. Uno era di proprietà di Iridium, società di comunicazioni americana, e l’altro era il relitto di un satellite russo Kosmos. Stavano viaggiando a velocità spaventosa: nel momento dell’impatto, dei pennacchi di detriti si sono sollevati come coriandoli sopra al globo. La collisione ha aggiunto migliaia di oggetti al catalogo Norad”.

Ma il vero problema è che, nel giro di pochi anni, il numero dei satelliti fuori uso nello spazio aumenterà drasticamente: satelliti sempre più economici e sempre più piccoli vengono ormai lanciati in grandi quantità (un solo razzo indiano ne ha lanciati 104 in una volta sola). Molti di questi – come gli Starlink di Elon Musk – sono nano-satelliti utilizzati per le comunicazioni, che continueranno a vagare per lo spazio in enormi quantità anche dopo aver smesso di funzionare. Secondo alcune stime, se si prosegue al tasso attuale nei prossimi dieci anni ci saranno 50mila nuovi satelliti nello spazio al servizio di internet.

Ed è qui che la faccenda si fa veramente pericolosa: come teorizzò l’astrofisico della NASA Donald Kessler già negli anni ’70, il rischio è che si venga a creare una reazione a catena, in cui i detriti creati dalle collisioni causano ulteriori collisioni in un circolo vizioso che rischia di rendere l’orbita terrestre un posto irraggiungibile. In un memo del 1976, Kessler immaginò tre scenari, dal più ottimista al più pessimista: nel migliore dei casi, attorno al 2020 ci sarebbero state zone orbitali così pericolose che una centrale elettrica spaziale (come quelle che sta costruendo proprio in questi anni la Cina) non sarebbe durata più di dieci anni. Nello scenario peggiore, nel giro di due secoli ogni oggetto presente in orbita sarebbe stato completamente distrutto a causa della prevista reazione a catena.

Uno scenario forse eccessivamente pessimista. Ma una cosa è certa: la situazione sta peggiorando a vista d’occhio. E infatti, dopo decenni trascorsi a ignorare il problema, adesso si cerca di correre ai ripari. All'università del Surrey, a un’ora da Londra, un gruppo di ingegneri ha dato vita al Surrey Space Centre, all’interno del quale è stato creato il satellite RemoveDebris (rimuovi detriti). Per costruirlo ci sono voluti sei anni ed è stato sperimentato con successo per la prima volta nel 2018: lanciando una rete, questo satellite riesce a catturare i detriti e a levarli dall’orbita. Meno bene è andato il test dell’Agenzia Spaziale Giapponese, che aveva lanciato un dispositivo simile per catturare la spazzatura spaziale ma senza riuscire nell’impresa.

Una concezione diversa è invece portata avanti nella promettente sperimentazione di D-Orbit, azienda emersa dal Politecnico di Milano che un paio di anni fa ha mandato in orbita D-Sat, un satellite dotato di motori intelligenti in grado di far rientrare l'oggetto al termine della sua funzione, facendolo bruciare in atmosfera. Ci sono poi realtà come la giapponese Astroscale o la svizzera ClearSpace, i cui minisatelliti dotati di arpone prendono di mira i detriti spaziali, li agganciano e poi, anche in questo caso, li fanno bruciare in atmosfera.

Che iniziasse a svilupparsi una nuova industria attorno al problema della spazzatura spaziale era in effetti inevitabile. D’altra parte, se davvero vogliamo colonizzare Marte per sfuggire alla devastazione che abbiamo causato sulla Terra dobbiamo almeno assicurarci di non aver nel frattempo devastato lo spazio, al punto da rendere impossibile attraversarlo.