Stato dell’ambiente spaziale secondo l’Agenzia spaziale europea

Ogni anno l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) pubblica il suo rapporto… Stato dell’ambiente spaziale. L’ultimo rapporto è una buona opportunità per vedere in quale stato ci troviamo ora, dato che l’enorme costellazione di satelliti Starlink ha consolidato il suo dispiegamento e altre costellazioni hanno iniziato il lancio o stanno per farlo. Nel 2023 sono stati lanciati più satelliti che in qualsiasi anno precedente. Nello specifico, ne sono stati messi in orbita 2.664, di cui 1.935, il 73%, erano satelliti SpaceX Starlink (gli Starlink lanciati nel 2023 rappresentano l’89% di tutti i satelliti messi in orbita dagli Stati Uniti). Attualmente sono circa 9.100 i satelliti attivi in ​​orbita, di cui oltre 6.630 (il 73%) appartengono a Starlink. Tra satelliti operativi e ritirati e detriti spaziali, ci sono in orbita 34.000 oggetti più grandi di 10 centimetri. Il numero totale di oggetti di dimensioni superiori al centimetro – e quindi pericolosi – è stimato a circa un milione. Allo stesso modo, si ritiene che ci siano circa 128 milioni di oggetti in orbita di dimensioni comprese tra 1 mm e 1 cm.

Negli ultimi anni è esploso il lancio di satelliti in orbita bassa (nella foto il lancio del 15 agosto della missione Maxar 2 con un Falcon 9 di SpaceX) (SpaceX).

Come è noto, questo aumento del numero di satelliti ha interessato quasi esclusivamente l’orbita bassa (LEO), e di conseguenza, negli ultimi anni, è aumentato notevolmente il numero di manovre che i satelliti attivi devono compiere per evitare possibili collisioni. Del resto, dei 9.100 satelliti attivi, due terzi sono in orbite comprese tra 500 e 600 chilometri (il rapporto evita di fare nomi, ma si riferisce chiaramente a Starlink). Non ci sono solo brutte notizie, poiché sempre più vettori vengono deorbitati nei loro stadi superiori: nello specifico, il 90% dei razzi orbitali segue questa pratica (sebbene solo la metà di essi esegua una deorbita controllata). In questo senso, e sebbene il rapporto, ancora una volta, non si riferisca a società o governi specifici, è interessante notare che i secondi stadi del razzo Falcon 9 di SpaceX sono stati deorbitati in modo controllato; Più che altro perché altrimenti l’orbita bassa sarebbe a quel punto a un passo dalla sindrome di non ritorno di Kessler.

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Numero di oggetti in orbita che possono essere rilevati (ESA).
Lancio annuale di oggetti in orbite inferiori a 1.750 km a seconda della loro natura (commerciale, militare, ecc.) (Agenzia spaziale europea).
Numero di oggetti messi in orbita ogni anno in orbite inferiori a 1.750 km a seconda del tipo di satellite (a sinistra) e della sua massa (a destra) (ESA).
Satelliti della massiccia costellazione in base all’elevazione (azzurro). Si vedono chiaramente i picchi di Starlink e OneWeb (ESA).
Stima del numero di oggetti in orbita in base alle loro dimensioni (Agenzia spaziale europea).

La rimozione degli stadi superiori è considerata uno degli aspetti più importanti per ridurre il numero di oggetti in orbita a lungo termine, soprattutto perché tendono a esplodere o frammentarsi in orbita nel tempo. Questo spiega perché ci sono molte iniziative per ridurre la quantità di detriti spaziali che enfatizzano il controllo di questi oggetti. La recente serie di disintegrazioni di quattro secondi stadi dei missili cinesi CZ-6A SAST ad un’altitudine di circa 800 chilometri è un triste esempio della tendenza opposta. Per ironia della sorte, un altro esempio è il secondo stadio del lancio inaugurale del razzo Ariane 6, rimasto in orbita a causa di un guasto all’unità di potenza ausiliaria (anche se fortunatamente non è esploso). D’altro canto, la maggior parte dei satelliti rientra nell’atmosfera in modo incontrollato, altro avvertimento non così esplicito dell’ESA a Starlink, perché anche se i satelliti alla fine della loro vita utile vengono rimossi dall’orbita, poco La spinta è Il loro sistema di propulsione rende impossibili i rientri controllati (qui entra in gioco la progettazione dei satelliti, che sono progettati, in linea di principio, per garantire che si disintegrino effettivamente al rientro nell’atmosfera).

Percentuale di satelliti (a sinistra) e stadi superiori (a destra) che eseguono qualche tipo di manovra per ridurre il tempo in orbita (ESA).
Percentuale di satelliti geostazionari che ritornano in un’orbita cimiteriale dopo la fine della loro vita utile (ESA).
A differenza di LEO, il numero di lanci annuali verso LEO è diminuito (ESA).
Rientri controllati (in nero) e non supervisionati (in rosso) per i satelliti (in alto) e gli stadi superiori (in basso). Come possiamo vedere, la stragrande maggioranza dei satelliti rientra senza supervisione (ESA).

In ogni caso, ogni anno si verificano in media fino a 10,6 eventi di frammentazione in orbita, sia negli stadi più alti che nei satelliti più vecchi. Almeno negli ultimi anni, il numero di oggetti che ritornano in orbita è diminuito a causa del fatto che restano sempre meno pezzi dei test antisatellite condotti da Cina, Russia e India negli ultimi anni. Un’altra buona notizia è che in questi anni la stragrande maggioranza dei satelliti in orbita geostazionaria sono stati portati con successo in un’orbita cimiteriale alla fine della loro vita utile. Tuttavia, il rapporto chiarisce che le misure di mitigazione per i detriti in orbita, sebbene continuino a migliorare, sono semplici NO È sufficiente per fermare l’aumento dei detriti spaziali.

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Densità di oggetti in orbita bassa in base all’altitudine (ESA).

Come sottolinea il rapporto, “Senza cambiamenti significativi, il comportamento delle entità coinvolte nelle attività spaziali (aziende private e agenzie nazionali) è insostenibile a lungo termine”. Sì, hai letto bene, insostenibile. Lo spazio attorno alla Terra, in particolare l’orbita bassa, è una risorsa limitata per tutta l’umanità. È urgente introdurre standard globali supervisionati da organizzazioni internazionali (le Nazioni Unite) per mettere ordine nel caos delle attività spaziali, con particolare urgenza in orbita bassa. Come diciamo sempre su questo blog, su questo tema non possiamo fare affidamento sulla buona fede delle aziende o degli Stati. Devono esserci una serie di regole chiare che permettano di ridurre la mancanza di controllo nell’orbita terrestre bassa (limitare lo schieramento di grandi costellazioni al di sopra di una certa altitudine, obbligare i satelliti a rientrare dopo la fine della loro vita utile, ecc.). ). Un buon punto di partenza è un’iniziativa Approccio senza detriti Dalla stessa Agenzia spaziale europea. Se vogliamo che i nostri discendenti continuino a utilizzare l’orbita bassa, dobbiamo agire ora.

Previsioni sul numero di collisioni in orbita bassa nei prossimi anni. In rosso è la proiezione al tasso attuale. In nero, anche se non furono più lanciati in orbita vettori. Ricordiamo che la sindrome di Kessler non deve necessariamente manifestarsi all’improvviso, ma può manifestarsi nel corso di anni o decenni fino a quando la situazione diventa incurabile (ESA).

Riferimenti:

  • https://www.sdo.esoc.esa.int/environment_report/Space_Environment_Report_latest.pdf

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