I PILLAR DI SPACECONOMY360

Inquinamento spaziale: cos’è, che problemi dà e come combatterlo

Lo sfruttamento dello spazio “senza controllo2 ha negli anni creato una moltitudine di rifiuti che costituiscono un pericolo per i satelliti e le sonde in orbita, oltre che un problema per il futuro della space economy

16 Mag 2022

Nicola Desiderio

Sempre più satelliti in orbita, di diverso tipo ed utilizzo e in orbite diverse. In più, tutti i dispositivi fuori servizio, i frammenti, i detriti e i pezzi derivati dai lanci che si susseguono dagli anni ’60. Tutto questo è compreso nel campo dei resident space object (Rso) e costituisce il cosiddetto inquinamento spaziale, un problema sempre più pressante alla luce degli imponenti programmi commerciali che le società private hanno per lo sfruttamento di quella che molti indicano come l’ultima frontiera e il prossimo terreno di scontro strategico tra le nazioni: lo spazio.

Che cosa è l’inquinamento spaziale e come si può combattere

L’inquinamento spaziale è il risultato di un’attività antropica praticamente incontrollata che dura dall’inizio dell’era spaziale per l’umanità. Solo recentemente è in atto una nuova consapevolezza sulla cosiddetta sostenibilità dello spazio ovvero sugli effetti che la corsa allo spazio può creare a se stessa se non si fissano nuove norme che regolino l’accesso, l’utilizzo e la tutela dello spazio, ma anche la sua osservabilità dalla Terra. L’effetto di ostruzione e rifrazione creato da tutti gli oggetti in orbita sta già compromettendo la possibilità di osservazione del cielo.

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Dal 2009 l’Esa ha dato il via al programma Space Situational Awareness e le aziende che gestiscono il segmento di Terra delle missioni hanno messo a punto una serie di servizi che forniscono alle missioni una vera e propria situazione meteo e del traffico per ogni fase. Sono già operativi e allo studio sistemi che combinano strumenti ottici, radar e sistemi di analisi basati su intelligenza artificiale che permettono il monitoraggio di tutti gli oggetti presenti nello spazio. Lo scorso 9 marzo L’Euspa e l’Unoosa hanno firmato una lettere di intenti per sfruttare tutti i sistemi satellitari di tracciamento, osservazione e comunicazione per disporre di un controllo sempre più puntuale degli oggetti spaziali.

Anche negli Usa la US Space Force ha sollecitato l’industria privata a trovare una soluzione per l’inquinamento spaziale e la Nasa ha già implementato un sistema di catalogazione degli oggetti spaziali, basato su dimensioni e livelli di rischio, e un programma dedicato denominato Orbital Debris Program Office. L’inquinamento spaziale pone anche problemi giuridici, soprattutto per le nazioni poiché, secondo l’Outer Space Treaty essi sono esse le responsabili anche per le aziende che ricadono sul proprio territorio.

C’è dunque un rischio potenziale di scontro diplomatico e militare. I primi segni si sono visti in due circostanze. La prima è l’azione formale da parte della Cina verso SpaceX e gli Usa, a seguito delle manovre che la stazione Tiangong avrebbe dovuto effettuare a causa di due satelliti Starlink. La seconda è la decisione della Russia di distruggere un proprio satellite inattivo con un missile strategico lanciato dalla Terra.

Si prepara anche una lotta sulla valutazione della risorsa spazio. Secondo la Cina, la bassa orbita terrestre non può ospitare più di 50mila satelliti. Se SpaceX prevede di portarne in orbita 42mila per la costellazione di Starlink, si apre un problema di concessioni di spazi orbitali e frequenze che coinvolgerà l’International Telecommunications Office, l’organo dell’Onu predisposto a questo scopo. Dunque un problema economico ha già un risvolto politico e strategico che dovrà essere regolato.

Cosa provoca l’inquinamento spaziale

La Nasa stima che ci siano 23mila pezzi più grandi di una palla da baseball in orbita intorno alla terra, mezzo milione di dimensioni comprese tra 1 e 10 cm e 100 milioni tra 1 e 10 mm. Ve ne sono anche di dimensioni inferiori, ma quello che conta è che anche i più piccoli viaggiano ad una velocità di almeno 27.000 km/h e costituiscono dunque una seria minaccia per i razzi di lancio, le sonde, i satelliti e i moduli di rientro nell’atmosfera. Allo stesso tempo, sono le missioni stesse a creare ulteriore inquinamento spaziale. Vero è che la riutilizzabilità dei razzi permette di limitare l’inquinamento spaziale, ma non di annullarlo del tutto.

Quando è cominciato l’inquinamento spaziale?

L’inquinamento spaziale è iniziato con l’avvento della corsa allo spazio dal parte dell’umanità nella consapevolezza che il cosmo fosse praticamente infinito e il suo controllo rivestisse un valore strategico e di supremazia tecnologica e politica, ma non in chiave territoriale. Per questo, non si è posto neppure un problema di ripartizione dello Spazio che invece oggi si pone di fronte ai suoi piani di sfruttamento commerciale. I sistemi di lancio sono stati inoltre concepiti come “a perdere” considerando impossibile recuperarli e trascurabile l’effetto di tutti i rottami lasciati nello spazio, anche a fronte della considerazione che, qualora essi fossero risucchiati dalla gravità terrestre, si sarebbero disintegrati durante il loro rientro nell’atmosfera.

I livelli di affollamento degli spazi orbitali anche da parte di missioni con personale umano, il volume di lanci e satelliti messi in orbita con ogni lancio – SpaceX è arrivata ad inviare 60 satelliti con un singolo lancio – pongono però un problema oggettivo destinato ad aggravarsi già nel prossimo futuro e che ha suscitato la consapevolezza che esista una sostenibilità spaziale da preservare per rendere lo spazio pienamente sfruttabile anche in futuro. Il problema è sempre più presente anche per la stazione spaziale internazionale che nella sua storia ha compiuto 29 manovre di evitamento (che necessitano di 5 ore l’una), tre delle quali solo nel 2020. La Nasa, di concerto con le altre agenzie spaziali, ha da tempo deliberato per la Iss un ben preciso manuale di comportamento in caso di rischio di collisione che si basa su dati statistici e su parametri quali la dimensione, la distanza e la traiettoria e dell’oggetto.

I rischi per la Luna

La consapevolezza del problema dell’inquinamento spaziale intorno alla Luna è ancora più recente di quello che riguarda la Terra, essenzialmente per due motivi: ha una consistenza numerica assai inferiore e non riguarda direttamente l’incolumità di esseri umani o di altre attività umane. Ma proprio perché l’uomo è tornato a guardare alla Luna, la lente degli scienziati si è posata anche questo problema specifico. In più, il 4 marzo scorso un detrito spaziale si è infranto sulla superficie del nostro satellite naturale.

Qualcuno sostiene derivi da un razzo Falcon 9 di SpaceX lanciato nel 2015, altri da un satellite cinese fuori servizio dal 2014. Il pezzo, lungo 12 metri e della massa di 4.500 kg (sulla Terra) dovrebbe essersi infranto ad una velocità di 9.300 km/h creando un cratere largo 20 metri. Il condizionale è dovuto al fatto che l’impatto è stato previsto, ma non osservato. Si calcola che siano oltre 200 i detriti in orbita intorno alla Luna e la loro pericolosità è dovuta a due fattori fondamentali. Il primo è che non c’è un atmosfera che li brucia, in tutto o in parte. Il secondo è che potrebbero sollevare nuvole di polvere le cui dimensioni e movimenti non sono, al momento, ipotizzabili.

L’osservazione inoltre dei detriti lunari è resa difficoltosa dal fatto che la Luna stessa costituisce un’enorme superficie riflettente. Pertanto, le varie agenzie spaziali si stanno attrezzando per mettere a punto strumenti e metodi che permettano di avere un controllo più puntuale della situazione. L’impatto ha tuttavia avuto anche un effetto positivo per la ricerca. L’analisi delle polveri lunari ha evidenziato la presenza di ghiaccio e materiale organico confermando l’ipotesi che l’impatto creato dai meteoriti potrebbe avere liberato acqua e sostanze vitali sulla superficie lunare. Allo stesso tempo, il controllo dei detriti spaziali lunari sarà essenziale per rendere sicure le future missioni seguite da progetti spaziali, commerciali e non, sempre più numerosi.

Quali sono le possibili soluzioni?

C’è la crescente consapevolezza che debbano essere dunque le aziende stesse già impegnate nello sfruttamento dello spazio o in procinto di farlo a provvedere nel creare sistemi di tracciamento capaci di essere condivisi con organizzazione sovrannazionali. Anche i satelliti stessi dovranno essere dotati di scudi sempre più robusti (sistemi passivi) e di sistemi attivi che ne consentano una migliore e più rapida manovrabilità e di sistemi che, nel caso, siano anche capaci di fare da spazzini accogliendo i detriti propri e incontrati con una capacità definita Adr (Active Debris Removal) e che dunque è una delle basi tecnologiche per la bonifica dello spazio.

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