Che cosa succede quando i satelliti si scontrano?

Intelsat 33E era un satellite per telecomunicazioni geostazionario di oltre 6 tonnellate, gestito da Intelsat (USA) e progettato e costruito da Boeing Space Systems. Era posizionato a 60 gradi di longitudine (coprendo Europa, Africa e gran parte dell’Asia).

Intelsat 33E è stato lanciato nell’agosto 2016 con il vettore Ariane 5 ECA. Dopo quasi otto anni di servizio, il 19 ottobre 2024, lo U.S. Space Command ha segnalato che il satellite si era disintegrato in circa 20 frammenti intorno alle 04:30 UTC di quella mattina. Da allora, le reti di sorveglianza spaziale (SST) sono riuscite a rilevare almeno 700 frammenti di detriti spaziali più grandi di 10 cm. In realtà, basandosi sul numero stimato di frammenti derivanti da simulazioni, si valuta che il numero di detriti generati di dimensioni superiori a 1 cm sia dell’ordine di 16.000.

Questo significa che ciò che possiamo vedere è solo la punta dell’iceberg. Stiamo parlando di un evento importante che ha coinvolto un satellite di 6 tonnellate in orbita geostazionaria, una risorsa estremamente preziosa, e nonostante ciò, la maggior parte dei detriti rimane invisibile ai nostri sistemi. E questo è solo uno dei tanti incidenti. 

Ora proviamo a immaginare quanti frammenti stanno viaggiando silenziosamente nello spazio proprio in questo momento, completamente non rilevati, provenienti da decine di eventi simili che non sono mai finiti sui giornali. Oggetti che non possiamo vedere, non possiamo catalogare e, di certo, non possiamo evitare.

L’orbita geostazionaria (GEO) è di enorme importanza per via della sua natura sincrona, ed è una delle risorse più preziose e limitate nello spazio. Il motivo può essere spiegato in 3 punti:

• Altitudine: a 35.786 km di altezza, quest’orbita è estremamente preziosa perché i satelliti qui si muovono alla stessa velocità della rotazione terrestre.
• Infrastruttura critica: per questo motivo, la GEO è un’infrastruttura di importanza fondamentale. Ospita satelliti per le comunicazioni globali, il monitoraggio meteorologico e le applicazioni militari.
• Assenza di pulizia naturale: diversamente dalle orbite più vicine alla Terra, qui non esiste un meccanismo naturale di “pulizia”: i detriti restano per secoli. Non c’è resistenza atmosferica a rallentare gli oggetti e farli cadere.

Attualmente, nella zona protetta della GEO, stimiamo:

• 1.000 oggetti più grandi di 1 metro.
• 2.200 oggetti tra 10 cm e 1 metro.
• 64.000 frammenti di detriti tra 1 mm e 10 cm.

È un campo minato.

Un solo incidente può lasciare interi continenti senza internet, televisione o comunicazioni satellitari.

Nel lungo termine, i frammenti esplosivi contribuiscono a una condizione di rischio continuo. Quando un frammento collide con altri oggetti e genera nuovi frammenti, si crea un circolo vizioso sempre più pericoloso. Alla fine, un ambiente spaziale catastrofico renderebbe la GEO irrecuperabile e inutilizzabile, con il risultato che non si potrebbero più inviare satelliti in quell’orbita.

Secondo l’ESA, la frammentazione dei veicoli spaziali può avvenire per diverse ragioni, e non tutte sono intenzionali. Ecco le cause più comuni di esplosioni di satelliti e lanciatori:

• Guasti accidentali: sottosistemi con difetti di progettazione che hanno portato in alcuni casi alla distruzione dell’oggetto.
• Forze aerodinamiche: rotture spesso causate da sovrapressioni dovute alla resistenza atmosferica.
• Collisioni: si sono osservate diverse collisioni tra oggetti, talvolta senza prove evidenti dell’impatto. Cambiamenti nel momento angolare, nell’assetto e guasti ai sottosistemi sono però indicazioni indirette di un impatto.
• Distruzione deliberata: tutti gli eventi di frammentazione intenzionale (test anti-satellite, fallimenti di recupero del carico, ecc.).
• Guasto elettrico: molti eventi di questa categoria sono dovuti a sovraccarichi e conseguente esplosione delle batterie.
• Esplosione dei sistemi di propulsione: l’energia immagazzinata in sottosistemi non passivati può causare esplosioni, ad esempio per stress termico.

Potremmo pensare che le collisioni siano rare, vero? Beh, una volta lo erano.

Vediamo come sono cambiati i numeri:

• Dal 1975 al 1980, le collisioni causavano solo circa il 2% di tutti gli eventi di frammentazione.
• Dal 2015 al 2020, quella percentuale è salita al 5%.
• Dal 2020 al 2025, la percentuale è raddoppiata: oggi le collisioni costituiscono metà di tutte le cause note di frammentazione.

E non le stiamo nemmeno tracciando tutte. Il 27,85% del numero totale di eventi è classificato come "anomalie" che hanno prodotto numerosi frammenti rilevati in orbite vicine al satellite genitore, con variazioni di momento angolare. In questi casi, è probabile che il satellite abbia subito un impatto da detrito spaziale o micrometeoroide.

In questo contesto, le orbite vicine alla Terra risultano essere le più pericolose, con l’85% di tutti gli eventi di frammentazione registrati.

Low Earth Orbit (LEO): la zona orbitale più affollata, meno regolamentata e a più alto rischio. Ecco le statistiche più recenti sul numero di oggetti attualmente stimati:

• 40.500 detriti più grandi di 10 cm.
• 1.100.000 detriti tra 1 cm e 10 cm.
• 130 milioni di frammenti tra 1 mm e 1 cm.

Di questi numeri impressionanti, meno di 40.000 oggetti vengono effettivamente tracciati dalle reti di sorveglianza spaziale e mantenuti in un catalogo.

Cosa significa? Che la stragrande maggioranza dei detriti potenzialmente letali è invisibile per noi. 

Attualmente, il modo in cui gestiamo i detriti spaziali è come guidare su un’autostrada nella nebbia fitta, senza fari, sperando di non andare a sbattere.

Questo rischio, anche se si trova a diversi chilometri sopra di noi, riguarda direttamente la vita sulla Terra. Pensaci:

• I satelliti alimentano le reti di comunicazione.
• Monitorano eventi meteorologici estremi e garantiscono la sicurezza globale.
• Una singola collisione potrebbe azzerare i servizi per milioni di persone.

Allora, cosa possiamo fare?

• Regolamentazioni internazionali più severe per controllare i lanci di satelliti e imporre pratiche sostenibili di deorbitazione.
  
• Rimozione attiva dei detriti per ripulire l’orbita e ridurre il problema.
• Sistemi di tracciamento più avanzati, con monitoraggio del traffico spaziale in tempo reale basato su intelligenza artificiale.

Con questo articolo diamo il via ad una nuova rubrica che la Redazione della Rivista GEOmedia ha il piacere di gestire in collaborazione con l'azienda ARCA Dynamics.

ARCA Dynamics, fornisce capacità di sorveglianza spaziale basate nello spazio, con un focus sulla determinazione orbitale ad alta precisione sia per oggetti cooperativi che non cooperativi.
Sono contributori attivi del programma europeo EU SST e collaborano strettamente con la U.S. Space Force in qualità di fornitori di dati.

In un ambiente spaziale che diventa ogni giorno più complesso, ARCA Dynamics fornisce i dati utili ad evitare collissioni in orbita.

https://www.arcadynamics.space/