In Gravity, sci-fi thriller del 2013 diretto da Alfonso Cuarón, l’incidente che dà il via alla trama è una collisione satellitare nell’orbita terrestre bassa che innesca una reazione a catena, creando una nube di detriti che distrugge più o meno tutto ciò che incontra sul suo cammino, astronauti protagonisti del film compresi.

Il film drammatizza il fenomeno noto come sindrome di Kessler, scenario teorizzato nel 1978 dall’ex consulente Nasa Donald J. Kessler secondo cui, in un’orbita terrestre molto affollata, un singolo incidente potrebbe provocare una cascata di collisioni, generando il caos. Finora non è mai accaduto, ma con l’aumento vertiginoso dei satelliti degli ultimi anni (e con l’idea di inviare data center nello spazio), è un’opzione che in molti iniziano a prendere in considerazione.

Ma c’è veramente spazio per tutti questi oggetti lassù?

Una panoramica

Secondo l’Agenzia spaziale europea (Esa) a oggi esistono 45mila oggetti monitorati in orbita. Di questi 9.300 sono satelliti attivi, mentre per il resto si tratta di detriti spaziali di vecchie missioni e lanci: parti di razzi abbandonate, satelliti in disuso, frammenti generati dalle collisioni (la più famosa delle quali avvenne nel 2009, tra il satellite russo Kosmos 2251 e quello statunitense Iridium 33) che continuano a roteare nell’orbita.

Le stime dell’Esa, se non si considerano solo gli oggetti monitorati, parlano però di un problema molto più grande: circa 1,2 milioni di frammenti tra uno e dieci centimetri e oltre 140 milioni di particelle più piccole, che oltre a inquinare lo spazio lo rendono un luogo molto pericoloso – persino un oggetto grande un centimetro, se viaggia a 28mila chilometri orari, può imprimere un’energie sufficiente da distruggere un satellite.

E la situazione potrebbe peggiorare in futuro. Entro il 2040 si prevede che il numero di satelliti in orbita crescerà fino a 560mila, sulla base dei lanci pianificati da aziende come Starlink, SpaceX e Amazon. A queste stime c’è da aggiungere il percorso parallelo della rete cinese Guowang, competitor di Starlink ma ancora non all’altezza della rivale americana. Ad oggi la rete di Guowang conta circa 177 satelliti operativi in orbita (Starlink ne ha 10mila), prevede il lancio di 310 satelliti entro la fine del 2026, 900 entro il 2027, con l’obiettivo di raggiungere quota 3.600 lanci annuali a partire dal 2028. Con questo ruolino di marcia, negli anni ’30 Guowang potrebbe arrivare a una flotta di 13mila satelliti.   

Data center, il lato oscuro della corsa all’AI orbitale: detriti, collisioni e rischio effetto domino

Mentre le Big Tech guardano all’orbita terrestre per alimentare la prossima generazione di infrastrutture per l’intelligenza artificiale, cresce la preoccupazione per la sostenibilità dello Spazio. Tra milioni di detriti, mega-costellazioni e regole insufficienti, il rischio è trasformare l’orbita bassa in discarica e in una risorsa sempre più scarsa.

di Flavio Fabbri

I benefici di questa fitta struttura satellitare, naturalmente, sono molti. Starlink sta portando la connessione internet in alcune zone d’Italia e del mondo molto difficili da raggiungere per gli altri operatori. Sempre Starlink è diventata un’infrastruttura strategica fondamentale per l’Ucraina dopo l’invasione della Russia, offrendo la possibilità di comunicare sul campo di battaglia e tra la popolazione civile. E i satelliti ci permettono di compiere una serie di azioni quotidiane – chi potrebbe vivere oggi senza Google Maps? – a cui sarebbe difficile rinunciare. La questione non è, come spesso accade, lo strumento in sé, ma il sistema con cui viene usato e la coscienza dei suoi effetti.

Secondo Nature la presenza strabordante di satelliti nello spazio sta inquinando non solo l’osservazione dei fenomeni celesti dalla Terra – come già era stato appurato tempo fa – ma dallo spazio stesso.

Mentre i telescopi spaziali come Hubble “scrutano l'universo nel tentativo di svelare galassie, pianeti e asteroidi lontani, a volte i satelliti transitano davanti alle loro telecamere, lasciando brillanti tracce di luce che cancellano il debole segnale che riceviamo dal cosmo”, ha detto a Reuters Alejandro Borlaff, coautore dello studio e astrofisico presso il Centro di ricerca Ames della Nasa. Una sorta di photobombing che intralcia lo studio delle stelle.

Un'immagine che simula la contaminazione da scie satellitari nelle osservazioni di Arrakihs,
telescopio dell'Agenzia spaziale europea il cui lancio è previsto per il 2030.
Fonte: Nature

“Per dare un'idea di quanto sia aumentato questo numero di recente, negli ultimi quattro anni, dal 2021 al 2025, abbiamo lanciato in orbita terrestre bassa più satelliti che nei precedenti settant’anni di voli spaziali messi insieme”, ha aggiunto. Tuttavia, i ricercatori hanno sempre ritenuto che i telescopi spaziali in orbita alta nel cielo fossero per lo più esenti dall'inquinamento luminoso prodotto dall’essere umano. Mentre ora sembra non sia più così.

Per capire in che modo mezzo milione di satelliti potrebbe influenzare gli osservatori spaziali, i ricercatori hanno eseguito simulazioni al computer che coinvolgevano quattro telescopi: il telescopio spaziale Hubble; Spherex, lanciato a marzo; il telescopio spaziale cinese Xuntian, il cui lancio è previsto per il 2026; e Arrakihs dell'Esa, previsto per il 2030. Il team ha scoperto che oltre il 96% delle immagini catturate dai satelliti conterrebbe almeno una scia satellitare.

Se per alcuni ricercatori come Patrick Seitzer, astronomo dell’Università del Michigan, questo possibile futuro è “davvero spaventoso”, per altri l’effetto negativo delle “megacostellazioni” sarebbe sovrastimato. Secondo Rafael Guzmán, responsabile del consorzio Arrakihs e astrofisico presso l’Istituto di fisica della Cantabria in Spagna, il telescopio spaziale sotto la sua guida trascorrerà la maggior parte del tempo a osservare lo spazio lontano dalla Terra, dove i satelliti non dovrebbero interferire con la sua visuale. L'idea che i telescopi spaziali evitino i satelliti è “profondamente ingenua”, ha risposto su Nature Mark McCaughrean, astronomo del Max planck institute for astronomy in Germania. “Sembra che troppo poche persone si preoccupino delle conseguenze dello sfruttamento eccessivo di questa risorsa celeste”.

I costi della spazzatura 

Ma che fine dovrebbero fare tutti i rifiuti che stanno galleggiando proprio ora sulle nostre teste? È una domanda che in molti si fanno ma a cui nessuno, per ora, è riuscito a rispondere. Il costo dello smaltimento della spazzatura spaziale è molto alto e, mancando una valida giurisdizione di settore, non si capisce bene chi se ne debba occupare e quando.

Per dare un po’ di numeri, dal 1999 al febbraio 2024, la Stazione spaziale internazionale (Iss) ha dovuto effettuare circa 38 manovre per evitare satelliti o loro pezzi. Il costo di una di queste manovre – chiamate in gergo tecnico Collision avoidance (Cam) – può arrivare anche al milione di euro per una struttura come la Iss, ma i danni provocati da un frammento di pochi centimetri potrebbero richiedere una cifra che si aggira intorno ai 200 milioni di euro. Costi enormi che, se gestiti in maniera strutturata, potrebbero tramutarsi in un’opportunità economica molto invitante: questa “spazzatura celeste”, secondo le proiezioni di uno studio dell’Università di Southampton riportato da Mobilità Futura, se recuperata e riciclata potrebbe generare un valore netto che oscilla da 570 miliardi di dollari agli 1,2 migliaia di miliardi, con un parco di rottami metallici da riutilizzare compreso tra le 5.312 e le 19.124 tonnellate.

Se la tecnologia avanza la giurisdizione arranca. Come fa notare Flavio Fabbri sul blog Key4Biz Energia, “le linee guida internazionali sulla mitigazione dei detriti spaziali restano in larga parte volontarie e non esiste oggi un’autorità globale con il potere di limitare le dimensioni delle costellazioni o imporre standard uniformi di gestione del traffico orbitale”.

Come l’alto mare, anche lo spazio deve essere protetto con un trattato contro l’inquinamento

Sono novemila i satelliti attualmente in orbita, ma entro il 2030 potrebbero arrivare a 60mila. Molti quelli inattivi, in aumento rottami e rischi di collisioni e incidenti. La proposta di un gruppo di scienziati.

Negli Stati Uniti la Federal communications commission ha introdotto l’obbligo di deorbitare i satelliti entro cinque anni dalla fine della loro missione (finora l’obbligo rientrava nei 25 anni), un provvedimento che però si concentra sulla fase finale del ciclo di vita dei satelliti e non affronta il problema della densità orbitale nella sua complessità. L’Esa, come altri istituti internazionali, preme per passare da blande misure di mitigazione a programmi attivi di rimozione dei detriti. Ma quali?

C’è chi propone di utilizzare reti per catturare i detriti e riportarli sulla Terra, un po’ come con i pesci. L’idea non è così utopica come si potrebbe pensare: il progetto RemoveDebris, cofinanziato dall’Unione europea, ha dimostrato che il dispiegamento di una rete di grandi dimensioni in orbita terrestre bassa è un metodo valido per catturare e deorbitare i detriti spaziali. Altra opzione è l’utilizzo dei raggi laser per deorbitare i detriti e lasciarli bruciare a contatto con l’atmosfera. Oppure, aggiustarli in situ.

Un’immagine dall’esperimento di RemoveDebris. Fonte: YouTube

Quello della manutenzione nello spazio è il settore su cui si concentra da anni il team di Javier Viñals, ingegnere e project manager presso Sener Aeroespacial, divisione dedicata allo spazio del gruppo di ingegneria e tecnologia spagnolo Sener. Nel progetto Oru-Boas, finanziato dall’Ue, Viñals e colleghi stanno cercando di “realizzare satelliti modulari basati sulle costruzioni Lego”, ovvero veicoli spaziali le cui parti possano essere sostituite quando necessario, rimuovendo un pezzo e non buttando l’intero satellite.

Siamo ancora abbastanza lontani da questo traguardo – uno degli ostacoli riguarda chi (una macchina? Un essere umano?) e come si riusciranno a sostituire questi pezzi. Tuttavia, secondo Viñals, la manutenzione in orbita potrebbe diventare realtà già nel 2035. Così potremo evitare di inviare altri satelliti nello spazio e tenerci stretti quelli che già abbiamo.

Copertina: Nasa Hubble Space Telescope/unsplash