Le Lettere di Nicola Sparvieri – Houston, abbiamo il problema spazzatura

Oltre all’incubo sempre più pressante di smaltire la spazzatura che produciamo nella nostra vita ordinaria (circa 500 kg a persona per anno in Italia) ora abbiamo anche generato spazzatura nello spazio e cominciamo ad avere seri problemi di gestione anche lì.

Ovviamente non stiamo parlando di spazzatura cui siamo abituati sulla Terra e cioè in termini di divisioni in plastica, umido, vetro o residui metallici, ma parliamo di detriti abbandonati in orbita. Sono stadi di razzi utilizzati per il lancio di satelliti, frammenti di satelliti non più utilizzati, polveri e materiale vario che continua ad orbitare intorno alla Terra.

Alcuni si trovano in orbita bassa, chiamata LEO (Low Hearth Orbit cioè dai 160 Km che sono i limiti dell’atmosfera ai 2.000 Km delle fasce di Van Allen), e quindi molto vicini alla Terra. Alcuni di questi frammenti prima o poi riusciranno ad attraversare l’atmosfera terrestre e a ricadere verso la Terra autodistruggendosi nel contatto con l’atmosfera. Altri invece sono in orbite più elevate (dai 2.000 Km a oltre i 35.786 Km delle orbite geostazionarie) e quindi troppo lontani per rientrare sulla Terra e sono destinati a rimanere in orbita anche per secoli.

Ad oggi la US Space Surveillance Network (SSN), che è la più importante sorgente di informazioni sulla situazione spaziale, afferma che sono presenti circa 35.000 oggetti spaziali rivelabili con dimensioni maggiori di 10 cm e con una massa totale di circa 8.500 Tonnellate.

Per gli oggetti più piccoli e cioè di dimensioni comprese tra 1 cm e 10 cm bisogna aggiungere altri 875.000 oggetti con una massa di circa 100 Kg complessivi.

In sostanza possiamo dire che l’Umanità, non avendo mai considerato le conseguenze di quello che stava facendo, ha inzeppato le varie orbite terrestri con 910.000 oggetti di massa complessiva pari a 8.600 Tonnellate!

Se venissero considerati anche gli oggetti di dimensioni piccolissime e cioè maggiori o uguali a 1 mm l’ESA (European Space Agency) stima una presenza di 130 milioni di oggetti di massa complessiva pari a 8.610 Tonnellate.

Ovviamente tutti questi dati sono relativi a oggi ma le attività spaziali sono in pieno sviluppo, specialmente per quello che riguarda l’utilizzo di orbite basse che sono quelle che ospitano tutti quei satelliti che guardano alla Terra per telerilevamento spaziale utilizzando costellazioni di satelliti già programmati per il lancio nei prossimi anni.

Tutta questa situazione potrebbe provocare uno scenario nel quale il volume di detriti spaziali che si trovano in orbita bassa diventa così elevato che le collisioni degli oggetti in orbita diventa così frequente da creare una reazione a catena nella quale vengono generati altri detriti i quali a loro volta genererebbero altre collisioni e cosi via. Questo scenario è chiamato la sindrome di Kessler dal consulente NASA Donald J. Kessler che dal 1978 ci metteva in guardia su questi problemi.

La conseguenza diretta del realizzarsi di tale scenario consiste nel fatto che per molto tempo (cioè finché il problema non verrà risolto) non sarà possibile né l’esplorazione spaziale né l’uso di satelliti artificiali.

Ma anche senza considerare la sindrome di Kessler potremmo considerare gli effetti che potrebbe avere la collisione di un frammento proveniente da un detrito di “spazzatura senza valore” su un costosissimo sistema spaziale operante e funzionante e malauguratamente presente sulla stessa orbita.

Per capire appieno a natura del problema bisogna considerare che nelle orbite terrestri basse il tempo impiegato da un detrito per fare un giro completo intorno alla Terra è di circa 90 minuti e questo corrisponde ad avere una velocità di circa 27.400 Km/h.

Consideriamo per pura analogia che una sfera di Alluminio di 1 cm di diametro che viaggia a 36.000 Km/h quando impatta provoca un danno paragonabile a quello di una bomba a mano contenente circa 64 grammi di tritolo.

A tali velocità un oggetto delle dimensioni di 1 mm può danneggiare i sottoinsiemi di un satellite. Un oggetto di 1 cm può interrompere la missione di un satellite e sarebbe in grado di penetrare gli schermi difensivi della Stazione Spaziale Internazionale. Un oggetto di 10 cm può causare l’interruzione catastrofica di missioni satellitari provocando cambiamenti sostanziali nelle orbite di appartenenza o esplosioni con le batterie o i propellenti contenuti.

Il punto importante è che i detriti inferiori ai 10 cm non sono rivelabili dai radar terrestri e quindi non sono intercettabili. Tutte le azioni di mitigazione del rischio di impatto tra un detrito e un sistema spaziale funzionante possono aver luogo solo per detriti “grandi”. Il rischio può essere tale, non solo per il funzionamento del satellite stesso, ma anche per gli eventuali astronauti che lo abitano.

Per completezza bisogna anche dire che esiste anche un rischio derivante dai detriti che spontaneamente fanno rientro in atmosfera e che, per loro dimensione, possono costituire un pericolo per aerei civili o militari. I casi osservati sono tuttavia trascurabili ma potrebbero aumentare con il moltiplicarsi in futuro del numero dei detriti e delle loro dimensioni e masse.

Tutto quello che si può fare, oltre al monitoraggio della situazione attuale, può essere diviso in due categorie principali:

La prima consiste nel gestire al meglio la situazione presente tappando i buchi provocati nel passato eliminando in qualche modo i detriti presenti e proteggendo al meglio le strutture attualmente funzionanti (sono stati proposti vari metodi che però hanno bisogno di risorse economiche per essere attuati e di conseguenza di accordi internazionali).

La seconda consiste nel progettare un corretto modo di inviare sistemi spaziali nel futuro che tenga conto dei problemi legati al fatto che le missioni avranno un termine e che i sistemi spaziali utilizzati (sia di lancio che satellitari) dovranno essere in qualche modo, alla fine, tolti di mezzo.

Naturalmente entrambe devono essere gestite a livello globale utilizzando le Agenzie Spaziali Internazionali tenendo conto anche dei problemi politici e legali dovuti al fatto che non si può eliminare un detrito spaziale che non appartenga al proprio Stato per problemi di segretezza Industriale e Militare.

Certamente non è nuovo per l’Umanità doversi confrontare con un errore commesso ai danni dell’ambiente. Forse può sembrarci strano ma nel contesto di “ambiente” è presente anche lo Spazio che sta diventando sempre di più un “ambiente” nel quale la presenza Antropica sarà sempre più intensa.

Al pari di altri contesti nei quali non si riesce ad avere una pianificazione accettabile quali il cambiamento climatico, lo sfruttamento eccessivo dei combustibili fossili, il disboscamento selvaggio, l’uso di fertilizzanti chimici, la migrazione incontrollata delle popolazioni, l’abbandono delle campagne ecc; anche nel campo dei detriti spaziali ci dobbiamo confrontare con la nostra mancanza di pianificazione e di controllo.

Il risultato è che, anche in questo campo, siamo disperatamente alle prese con dei correttivi il più delle volte con funzione palliativa e non risolutiva, spesso dettate da pressioni di una pubblica opinione che sempre più prende coscienza dell’agire di una Umanità che si muove senza aver capito bene le conseguenze di quello che fa.

 Nicola Sparvieri (Roma, 1959), sposato, nove figli, vive e lavora a Roma. Laurea in Fisica. Per interesse ed esperienze personali segue le vicende del cattolicesimo nelle sue relazioni con la Scienza e la Società. Ha un blog