L’aumento esponenziale dei detriti in orbita terrestre e il rischio di una reazione a catena di collisioni
Nel novembre scorso, la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha dovuto effettuare una manovra di emergenza per evitare un frammento di spazzatura spaziale. Questo episodio, tutt’altro che isolato, riporta l’attenzione su un problema sempre più pressante: la congestione dello spazio orbitale e il rischio della cosiddetta Sindrome di Kessler.
La manovra di emergenza della ISS, resa necessaria dal passaggio ravvicinato di un detrito a soli 4 chilometri di distanza, evidenzia la crescente frequenza di tali eventi. Dalla sua entrata in funzione nel 2000, la ISS ha dovuto compiere decine di manovre simili, un numero in costante aumento con il proliferare di oggetti in orbita attorno alla Terra.
Esperti di traffico spaziale lanciano da anni l’allarme sulla crescente congestione. Collisioni precedenti, esplosioni e test di armi hanno generato decine di migliaia di detriti tracciati dagli esperti, e si stima che esistano milioni di frammenti non rilevabili con le tecnologie attuali. Questo problema non minaccia solo gli astronauti, ma anche i satelliti e le tecnologie spaziali che supportano servizi essenziali come il GPS, internet a banda larga e le trasmissioni televisive.
Il Dr. Vishnu Reddy, professore di scienze planetarie all’Università dell’Arizona, sottolinea l’aumento esponenziale degli oggetti lanciati nello spazio negli ultimi quattro anni, prefigurando una situazione temuta: la Sindrome di Kessler.
Questo fenomeno, teorizzato dall’astrofisico americano Donald Kessler nel 1978, descrive uno scenario in cui i detriti spaziali innescano una reazione a catena: una collisione genera frammenti che colpiscono altri oggetti, creando ulteriore spazzatura. Questo effetto a cascata potrebbe rendere l’orbita terrestre così congestionata da compromettere l’operatività dei satelliti e bloccare l’esplorazione spaziale.
Gli esperti concordano sulla gravità del problema, pur non essendoci un consenso unanime sul livello di rischio attuale e sul momento esatto in cui si raggiungerà il punto di non ritorno. Dal 1957, data dell’inizio dell’era spaziale, si sono verificati oltre 650 eventi di frammentazione, tra collisioni accidentali, esplosioni e test di armi da parte di diverse nazioni, tra cui Stati Uniti, Russia, India e Cina. L’esempio più eclatante è il test missilistico russo del 2021 contro un proprio satellite, che ha generato oltre 1.500 detriti tracciabili. Un’altra collisione significativa è avvenuta nel 2009 tra un satellite militare russo inattivo e un satellite di comunicazione Iridium, generando circa 2.000 frammenti di grandi dimensioni e migliaia di frammenti più piccoli. Eventi simili, seppur su scala ridotta, sono frequenti, come la recente frammentazione di un satellite meteorologico statunitense che ha generato almeno 50 nuovi detriti.
La gestione dei satelliti in questo contesto è estremamente complessa, con gli operatori che ricevono quotidianamente numerose allerte di potenziali collisioni. Il tracciamento degli oggetti in orbita, noto come “space situational awareness”, consiste nel monitorare le “congiunzioni”, ovvero i passaggi ravvicinati tra due oggetti.
Il rischio varia a seconda dell’altitudine. L’orbita terrestre bassa (LEO), fino a 2.000 chilometri di altitudine, è la più congestionata, ospitando stazioni spaziali, costellazioni di satelliti per internet (come Starlink di SpaceX, con quasi 7.000 satelliti), satelliti meteorologici e di osservazione della Terra. Una reazione a catena in questa zona avrebbe conseguenze catastrofiche, mettendo a rischio la vita degli astronauti, bloccando i lanci e distruggendo le infrastrutture satellitari. Fortunatamente, la presenza di residui atmosferici nella LEO permette una “pulizia naturale”: a circa 500 chilometri di altitudine, i detriti rientrano nell’atmosfera in circa 25 anni. Tuttavia, a quote superiori, il tempo di rientro aumenta drasticamente, raggiungendo secoli a 800 chilometri e millenni oltre i 1.000 chilometri. Questo rappresenta un grave problema per l’orbita geostazionaria (GEO), a 35.786 chilometri, dove orbitano satelliti di comunicazione che forniscono servizi televisivi e di altro tipo a vaste aree del globo. Come afferma Reddy, la GEO è la zona più a rischio per un evento simile alla Sindrome di Kessler, data l’impossibilità di una pulizia rapida.
Il film “Gravity” del 2013 ha portato la Sindrome di Kessler all’attenzione del grande pubblico, mostrando una drammatica reazione a catena. Nella realtà, un tale scenario si svilupperebbe probabilmente in anni o decenni. Dalla data di uscita del film, la congestione orbitale è aumentata drasticamente, con il numero di oggetti tracciati dagli Stati Uniti passato da 23.000 a 47.000.
La previsione di una reazione a catena è estremamente complessa, data l’imprecisione dei dati sulla posizione e le caratteristiche dei detriti, soprattutto quelli inferiori ai 10 centimetri, e l’influenza del meteo spaziale sulle traiettorie. Come afferma Dan Oltrogge, di COMSPOC Corp., l’accuratezza dei dati non è sufficiente per evitare con certezza le collisioni.
Non essendoci un evento istantaneo che definisce la Sindrome di Kessler, gli scienziati discutono se il fenomeno sia già iniziato. Alcuni ritengono che eventi indicativi siano già avvenuti, mentre altri, come Carolin Frueh, considerano il termine stesso poco utile a causa della mancanza di una definizione univoca.
Due aspetti fondamentali per prevenire la proliferazione di detriti sono la tecnologia di pulizia e la regolamentazione. Diverse aziende e iniziative governative stanno sviluppando metodi per rimuovere i detriti dall’orbita, come il Drag Augmentation Deorbiting Subsystem (ADEO) dell’ESA. Tuttavia, queste tecnologie sono ancora sperimentali e costose. Parallelamente, si cerca di adottare nuove linee guida internazionali e leggi nazionali per promuovere comportamenti responsabili nello spazio. Le Nazioni Unite, ad esempio, hanno adottato il Pact for the Future, che include l’intenzione di discutere nuovi quadri normativi per il traffico spaziale, i detriti e le risorse spaziali. Tuttavia, l’ONU non ha strumenti di applicazione. Per questo, secondo gli esperti, è fondamentale che le singole nazioni, in particolare gli Stati Uniti, assumano un ruolo di leadership nell’adozione di leggi specifiche.
