Rifiuti cosmici, come rimuoverli?

Nella Stazione Spaziale Internazionale è comparso un rivale “fatto da mano d’uomo”, che potrebbe anche decidere di non condividere lo spazio comune della piattaforma. Purtroppo non si tratta di un dispositivo orbitale, ma di spazzatura, dei residuati dell’“attività tecnologica spaziale”. Il problema dell’ingombro indesiderato nello spazio circumterrestre sta diventando di assoluta rilevanza per l’astronautica mondiale.

Il blocco di accelerazione russo “Breeze-M”, il cui guasto di funzionamento di agosto 2012 ha portato alla collisione tra i due satelliti “Ekspress-MD2” e “Telkom 3”, a ottobre 2012 si è disintegrato in pezzi nell’orbita circumterrestre. Secondo i calcoli degli specialisti del Centro di Controllo Missioni (in inglese Mission Control Center, Mcc, ndr), nei pressi di Mosca, i cinque grossi blocchi che si sono staccati sono finiti in orbite a un’altezza tra i 5.000 e i 250 chilometri sopra la Terra. I frammenti, quindi, potrebbero in teoria minacciare tutti i dispositivi spaziali che si trovano in quel raggio, tra cui l’Iss (la Stazione Spaziale Internazionale), che si muove a una distanza di 400 chilometri dalla Terra.

A sua volta l’astronomo australiano Robert McNaught ha comunicato ai mass media russi che la rottura del blocco d’accelerazione ha portato alla comparsa nell’orbita di più di cento residui di detriti spaziali.“Le immagini hanno rilevato più di 60 frammenti diversi, ma non ho fotografato tutta la sequenza dei blocchi in volo. Per di più alcuni si trovavano più in basso o più in alto del mio campo visivo. A mio parere c’erano ben più di cento frammenti in totale”, ha dichiarato McNaught.

Clicca per ingrandire (Infografica: Natalia Mikhalenko)

L’impatto dei detriti spaziali sulla stazione potrebbe portare a conseguenze fatali. Secondo le valutazioni approssimative della Nasa, eseguite alcuni anni fa, nello spazio c’erano più di 8.000 detriti di dimensioni superiori ai dieci centimetri, mentre erano decine di migliaia quelli da 1 a 10 centimetri e centinaia di migliaia quelli più piccoli di un centimetro.

Mediante un sistema di localizzazione gli Usa tengono sotto osservazione più di 19.000 detriti, ma secondo i loro calcoli quelli che in orbita superano il centimetro potrebbero essere anche 600.000. Dal canto suo, Roskosmos informa che alla fine del 2008 erano stati catalogati circa 12.500 detriti spaziali superiori ai 10 centimetri, di cui soltanto 1.000 – cioè circa il 6 per cento – funzionanti.

Il 40 per cento dei rifiuti è composto da satelliti fuori uso oppure blocchi di accelerazione già impiegati o ancora gli ultimi stadi dei razzi vettore. Nel rimanente 54 per cento rientrano i detriti formatisi in seguito a scoppi o scontri tra dispositivi spaziali. Più di 300.000 frammenti hanno una dimensione che varia dall’uno ai dieci centimetri. La massa totale dei detriti si stima superiore alle 5.000 tonnellate. 

La situazione continua a peggiorare. A metà del 2010, secondo i dati di Roskosmos, il numero di frammenti di oggetti spaziali con dimensioni inferiori ai 10 centimetri era già di circa 2.000, mentre quelli inferiori al centimetro arrivavano a essere decine di milioni. In generale i rifiuti cosmici si accumulano a distanze comprese tra gli 850 e i 1.500 chilometri, ma se ne trovano molti anche alle altezze di volo delle navicelle spaziali (250-350 chilometri) e della Stazione Spaziale Internazionale (350-400 chilometri).

I detriti spaziali, come tutti gli oggetti del mondo, soggiacciono alle leggi della gravità. Per questo si avvicinano gradualmente alla superficie della Terra fino a entrare nell’atmosfera (ad altezze nell’ordine di decine di chilometri) bruciandosi al contatto. Ci vuole però molto tempo. Agli oggetti “gettati” nello spazio a un’altezza inferiore ai 600 chilometri occorrono alcuni anni. Se la distanza invece è di 800 chilometri ci vogliono decine di anni e si parla di secoli se le distanze superano gli 800 chilometri.

La possibilità di smistamento naturale è quindi nettamente inferiore all’accumulo. I rifiuti sono pericolosi per la smisurata velocità di spostamento nello spazio cosmico, pari a circa 10 chilometri al secondo. A una tale velocità, secondo i dati degli specialisti russi, persino un minuscolo frammento di 5 millimetri può perforare una tuta spaziale. A detta degli scienziati della Federazione, in particolare dal rappresentante dell’Accademia delle Scienze ingegneristiche yuri Zajcev, se non si dà una svolta allo stato di cose attuale, i detriti spaziali possono portare all’interruzione dei voli abitati e dei lanci dei satelliti.

Per il momento i due padroni dello spazio – gli Usa e la Russia – possono soltanto seguire i movimenti dei detriti e calcolare la loro traiettoria in modo da evitarne il contatto. Non ci sono però metodi “funzionanti” di raccolta dei rifiuti; come non esiste la possibilità di scongiurarne l’impatto nello spazio. Secondo Zajcev gli ultimi stadi dei razzi possono essere riportati nell’atmosfera grazie a un impulso frenante, ma durante il lancio di un dispositivo cosmico nell’orbita geostazionaria, per esempio, il blocco di accelerazione rimane comunque sul razzo.

Per quanto riguarda i satelliti fuori uso, la richiesta per farli uscire dall’orbita geostazionaria (verso la cosiddetta orbita cimitero, a un’altezza di qualche centinaia di chilometri) è contenuta nella legislazione internazionale. Le più importanti agenzie spaziali propongono vari modi per lottare contro l’inquinamento delle orbite. Anche Roskosmos si sta muovendo in questa direzione. A metà ottobre 2012 l’agenzia spaziale russa ha dichiarato che avrebbe investito 2 miliardi di dollari nel programma di raccolta e smantellamento dei rifiuti spaziali.

Uno dei progetti è stato avanzato dalla società “Energija” che ha reso noti i piani di realizzazione di uno speciale “aspirapolvere” spaziale in grado di raccogliere circa 600 razzi non funzionanti per poi allontanarli dall’orbita perché brucino nell’impatto con l’atmosfera. “Energija” prevede di terminare la messa a punto ed eseguire il collaudo del dispositivo per il 2020. Il lancio nell’orbita dovrebbe avvenire non più tardi del 2023.

La società russa ha anche comunicato che sta lavorando a un intercettatore spaziale capace di neutralizzare gli oggetti pericolosi del sistema solare esterno. Per ora gli scienziati russi stanno perfezionando i mezzi per monitorare la situazione nello spazio. Nella base del Centro di Ricerche astronomiche di Mosca infatti è già stato costruito un singolare sistema di osservazione degli oggetti spaziali e di prevenzione della situazione contingente. Secondo Anatolij Zajaz, vicedirettore del Centro, il nuovo sistema riceve e accumula dati praticamente da tutti gli osservatori del mondo e permette di prevenire per tempo i pericoli che minacciano i dispositivi orbitali.

Zajac ha sottolineato in modo particolare che il sistema di prevenzione è per ora l’unico nel suo genere nell’ambito della tecnologia spaziale civile e in futuro “si concentrerà direttamente sul problema dei detriti spaziali”.

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