All'inizio di questo mese, la fallita sonda spaziale russa Phobos-Grunt si è schiantata sulla terra, probabilmente da qualche parte nell'Oceano Pacifico; nonostante le lunghe probabilità, milioni di persone in tutto il pianeta si preoccupavano che avrebbe sillabato il loro destino. Lo scorso settembre sono emerse preoccupazioni simili su dove sarebbero atterrati i resti di un satellite di ricerca della NASA in caduta.
Ma il pericolo maggiore, dicono gli esperti, non è l'oggetto vagante occasionale che rientra nell'atmosfera terrestre. È l'enorme nuvola di dadi, bulloni, frammenti di metallo, frammenti di satelliti e propulsori a razzo vuoti che fluttua invisibilmente sopra il nostro pianeta. Dopo decenni di esplorazione dello spazio, ora ci sono più di 500.000 pezzi di detriti artificiali di dimensioni superiori a mezzo pollice, detriti che continueranno a orbitare per decenni. Questo sciame di detriti è una minaccia per il volo spaziale, i satelliti per le comunicazioni e praticamente qualsiasi altra cosa che potremmo voler fare nello spazio.
“È come inquinare un fiume o il lago Erie. Se è inquinato, non puoi usarlo ”, afferma Paul Ceruzzi, curatore del National Air and Space Museum. “Ci sono corsie di orbite nello spazio che si stanno riempiendo di detriti e non puoi davvero usarle. Se installi un satellite in quella corsia, verrai colpito da alcuni detriti, che distruggeranno il satellite. Se una persona è nel volo spaziale, ne verrebbero uccisi. "
La nuvola di detriti spaziali evoca l'enorme quantità di spazzatura che gli scienziati hanno trovato nel centro del Pacifico, abbastanza lontano da ignorare facilmente, eppure un incombente promemoria dell'incapacità dell'umanità di controllare i suoi impatti sull'ambiente. E, come la spazzatura oceanica, la massa di spazzatura spaziale ha iniziato ad accumularsi prima ancora che qualcuno sospettasse la sua esistenza.
È iniziato nei primi giorni dell'era spaziale, afferma Nicholas L. Johnson, capo scienziato del Programma di detriti orbitali della NASA. Contrariamente alla credenza popolare, solo una piccola parte della spazzatura spaziale ha avuto origine con gli astronauti che hanno semplicemente lasciato strumenti o altri oggetti per fluttuare nello spazio. "Negli anni '60 e '70, quando gli operatori avevano finito con i loro veicoli, siano essi veicoli spaziali o missili, in genere lasciavano a bordo il propellente", afferma. "Quel propellente fu la principale fonte di successive esplosioni". Mentre i veicoli spaziali esplodevano - a causa dell'aumentata pressione nel tempo o della miscelazione accidentale di propellente e ossidante, i due componenti principali del carburante per missili - mandarono in orbita una grande quantità di piccoli frammenti .
La sonda spaziale fallita della Russia, Phobos-Grunt, si è schiantata sulla terra di recente. (Wikimedia Commons) 
Dopo decenni di esplorazione dello spazio, ora ci sono più di 500.000 pezzi di detriti artificiali di dimensioni superiori a mezzo pollice. (Per gentile concessione della NASA Orbital Debris Program Office) 
Lo scorso settembre sono emerse preoccupazioni su dove sarebbero atterrati i resti di questo satellite di ricerca della NASA in caduta. (NASA) Sebbene la NASA abbia identificato il problema nei primi anni '80 ed è stata in grado di convincere con successo la comunità spaziale internazionale a "passivare" - rimuovere tutto il combustibile residuo da un veicolo spaziale dopo averlo finito - due eventi recenti hanno contribuito notevolmente al problema dei detriti spaziali. "Il primo evento è stato il test anti-satellite cinese nel gennaio del 2007", afferma Johnson. "È stata un'azione deliberata: i cinesi hanno inviato un dispositivo per colpire un vecchio satellite meteorologico ad altissima velocità". L'altro evento, nel 2009, è stato una collisione accidentale tra un satellite di comunicazione di proprietà degli Stati Uniti e un satellite russo abbandonato. I due incidenti combinati hanno creato circa 5000 pezzi di detriti catalogati (oggetti più grandi di quattro pollici), quasi un terzo del totale in orbita.
Il Dipartimento della Difesa calcola quotidianamente le singole orbite per i circa 16.000 pezzi di detriti catalogati, mentre l'ufficio di Johnson utilizza telescopi, radar e programmi statistici per tracciare oggetti più piccoli. La maggior parte dei pezzi si trova in orbita terrestre bassa, entro 1.200 miglia dalla terra. La quantità di tempo in cui un singolo pezzo di detriti rimane in orbita dipende dalla sua altitudine, tra gli altri fattori: gli oggetti in orbita inferiore raccolgono più resistenza dall'atmosfera e scendono più rapidamente, nell'arco di mesi o anni. Gli oggetti ad alta quota possono rimanere in orbita per decenni o addirittura secoli.
La NASA ha aperto la strada alla definizione di regole internazionali che richiedono piani di recupero sicuri per tutti i satelliti lanciati, ma i detriti già in orbita rappresentano un problema in corso, afferma Greg Allen, analista senior di Avascent, un gruppo di consulenza aerospaziale. "Il fatto è che si può avere un piccolo incidente, ad esempio un pezzo di detriti che colpisce un satellite, che potrebbe causare un grosso problema", afferma. “Se pensi a qualcosa di minuscolo che ti colpisce, come una chiave inglese, in uno spazio in orbita terrestre bassa, ti colpisce a 17.000 miglia all'ora. È come un missile estremamente potente che ti colpisce, solo grazie all'energia cinetica. ”Lo scorso luglio, l'equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale è stato costretto a rifugiarsi nei bacini di evacuazione quando un frammento di detriti è passato pericolosamente vicino - a 1.100 piedi dalla stazione a 29.000 miglia orarie.
L'uomo esplora lo spazio da oltre 50 anni. Abbiamo lasciato molto indietro. Un nuovo film in 3D accompagna gli spettatori in un viaggio attraverso questa vorticosa nuvola di spazzaturaIl programma di detriti orbitali della NASA lavora per minimizzare potenziali incidenti anticipandoli. "Effettuiamo una valutazione per ogni satellite operativo, guardando in genere tre giorni nel futuro e se pensiamo che qualche altro oggetto si avvicini al colpo, avvisiamo il proprietario-operatore", afferma Johnson. "Quindi spetta all'operatore proprietario fare qualcosa". In media, dice, c'è una manovra per evitare le collisioni alla settimana.
Il problema più grande, tuttavia, è cosa accadrà alla defunta dei satelliti e di altri oggetti di grandi dimensioni che non possono essere spostati. “Solo circa il 5 percento di questi grandi oggetti sono veicoli spaziali operativi. L'altro 95 percento è incontrollabile ", afferma Johnson.
Queste costanti collisioni producono sempre più pezzi di detriti, il che porta a ulteriori collisioni. Di conseguenza, il numero di oggetti in orbita potrebbe effettivamente continuare ad aumentare anche se smettiamo di produrre interamente detriti. Nel 1978, lo scienziato della NASA Donald J. Kessler postulò che se la densità degli oggetti in orbita terrestre colpisse un punto di non ritorno, avrebbe innescato una tale reazione a catena. Questo fenomeno è ora noto come sindrome di Kessler e un rapporto pubblicato dalla National Academy of Sciences a settembre indica che potremmo aver già superato il punto di non ritorno per la spazzatura spaziale.
Ciò ha spinto alcuni a considerare un passo drastico: ripulire attivamente l'orbita terrestre. Una serie di piani, da quelli pratici a quelli apparentemente sfrenati, è stata proposta per realizzare questa impresa. "C'è la tecnica classica, in cui hai semplicemente un veicolo, sale, si incontra con un oggetto abbandonato e si blocca su di esso", afferma Johnson. "Una volta catturato, lo si abbassa a una quota più bassa o fino all'atmosfera terrestre." Questo approccio sarebbe probabilmente proibitivamente costoso, tuttavia, quindi abbondano schemi più innovativi. I suggerimenti includono laser a terra, veicoli di pulizia in orbita senza pilota, reti a rete sospese da bracci spaziali gonfiabili, gel adesivi e persino "vele" che potrebbero essere attaccate a pezzi di detriti e aumentare la loro resistenza sufficiente per abbatterli.
Questi piani sono attualmente roba da fantascienza: le tecnologie non sono abbastanza avanzate da catturare piccoli pezzi di spazzatura che si muovono a 17.000 miglia all'ora o più. Con così tanto in gioco, tuttavia, è indispensabile che gli scienziati trovino una soluzione. "Alcune orbite davvero preziose, come forse un'orbita satellitare meteorologica o un'orbita satellitare spia, potrebbero essere vietate perché sono così congestionate", afferma Allen. "Lo spazio è incredibilmente prezioso, quindi non vogliamo davvero perderlo."
