Se ami lo spazio, probabilmente avragi già sentito parlare della sindrome di Kessler e del problema dei detriti spaziali. Vediamo nello specifico di cosa si tratta.
I detriti spaziali: un problema serio
Con l’espressione detriti spaziali (o anche space junk, space debris, detriti orbitali, spazzatura spaziale o rottame spaziale) viene indicato tutto ciò che orbita attorno alla Terra, creato dall’uomo e non più utile ad esso. Ricadono in questa definizione gli stadi dei razzi, frammenti di satelliti, scaglie di vernici, polveri. Ma anche materiale espulso dai motori dei razzi, liquido refrigerante rilasciato dal satellite nucleare RORSAT ed altre piccole particelle. Si tratta di oggetti artificiali che non sono più utili ai fini di una missione e che non è più possibile controllare dalla Terra, ma che restano in orbita attorno ad essa per un certo lasso di tempo.
I detriti spaziali sono aumentati vertiginosamente negli ultimi anni, divenendo quindi un vero e proprio problema a causa dell’altissima possibilità di collisioni con satelliti attivi che a loro volta produrrebbero altri detriti. Si andrebbero così a provocare una serie di collisioni a cascata. Perchè si ha così paura di queste collisioni? Molto semplice. Lo scontro con anche piccoli detriti, infatti, può essere distruttivo e pericoloso a causa dell’elevatissima velocità orbitale.
Per tale motivo si è scelto di mappare la presenza dei rifiuti spaziali, al fine di stimarne quantità e concentrazione.
Chi è Donald J.Kessler?
Donald J. Kessler è un astrofisico americano ed ex consulente Nasa, nato nel 1940. E’ molto conosciuto per i suoi studi sui detriti spaziali. Ipotizzò uno scenario abbastanza inquietante che prese il nome di Sindrome di Kessler, nella sua pubblicazione scientifica “Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt”, Parleremo della Sindrome di Kessler nel prossimo paragrafo.
Sindrome di Kessler: cosa è
La sindrome di Kessler è uno scenario abbastanza preoccupante, proposto nel 1978 da Donald J. Kessler. In questo scenario, il volume di detriti spaziali che si trovano in orbita bassa intorno alla Terra diventa così elevato che gli oggetti in orbita vengono spesso in collisione, creando così una reazione a catena con incremento esponenziale del volume dei detriti stessi e quindi del rischio di ulteriori impatti. La conseguenza del realizzarsi di tale scenario consiste nel fatto che il crescente numero di rifiuti in orbita renderebbe impossibile per molte generazioni l’esplorazione spaziale e anche l’uso dei satelliti artificiali.
Vediamo la spiegazione nel dettaglio
Ogni satellite artificiale, sonda spaziale e missione con equipaggio rappresenta una potenziale sorgente di rifiuti spaziali. Siccome il numero di satelliti in orbita è in aumento e i vecchi apparecchi diventano obsoleti e non operativi, il rischio di uno scenario del tipo di quello prospettato dalla sindrome di Kessler cresce di continuo. D’altro canto, all’altezza delle orbite basse, che sono quelle più usate, la resistenza residua dell’aria, producendo la combustione degli oggetti in caduta, aiuta a mantenere sgombra questa zona. Anche le collisioni che avvengono al di sotto di questa altitudine non rappresentano un particolare problema, poichè la perdita di energia nella collisione fa in modo che le orbite dei frammenti abbiano un perigeo di nuovo al di sotto di questa quota.
Ad altitudini superiori a quelle in cui la resistenza atmosferica è significativa, la persistenza dei rifiuti prima del decadimento dell’orbita diviene assai maggiore. Una flebile resistenza aerodinamica, l’influenza della Luna e la resistenza del vento solare possono portare gradualmente i rifiuti verso quote inferiori da cui poi i frammenti finiscono per rientrare sulla Terra, ma se la quota iniziale è molto elevata questo processo può durare addirittura millenni.
Perchè la sindrome di Kessler fa così paura?
La sindrome di Kessler è particolarmente insidiosa a causa del cosiddetto effetto cascata o effetto domino. Infatti, le velocità relative degli oggetti in orbita possono raggiungere i 16 km/s (57.600 km/h). L’energia cinetica della collisione tra due oggetti di massa piuttosto grande (parliamo di diametri di qualche centimetro, o decimetro) crea una nuvola di detriti sotto forma di schegge, lanciate in direzioni del tutto random. Perciò, ogni frammento può indurre ulteriori impatti, creando un numero ancora maggiore di rifiuti spaziali. Una collisione abbastanza grande, ad esempio, tra una stazione spaziale e un satellite ormai fuori uso, genererebbe una quantità di detriti a cascata sufficiente a rendere il livello di orbita bassa praticamente non più attraversabile.
Come smaltire i detriti spaziali?
In realtà, non esiste ancora una vera e propria soluzione al problema. Infatti, il recupero dei detriti è una soluzione altamente dispendiosa e di difficile realizzazione. In questi ann sono stati studiati vari progetti di smaltimento dei rifiuti che, in un futuro prossimo, potrebbero diventare economicamente accessibili, oltre che necessari.