Come si puliscono 170 milioni di pezzi di spazzatura spaziale?

A marzo, la NASA ha pubblicato l’analisi finanziaria più completa sui detriti spaziali. Per la prima volta, questo rapporto mette in luce i costi e i benefici finanziari dei vari percorsi da seguire per combattere uno dei pericoli in più rapida crescita nell’orbita terrestre.

L’economia spaziale è enorme, ma una delle sfide più grandi è minuscola: i detriti spaziali, dove una collisione con un oggetto delle dimensioni anche di un nichel può causare danni catastrofici. Oggi vengono messi in orbita più oggetti che in qualsiasi momento della storia. Ciò aumenta la possibilità di collisioni tra satelliti e detriti esistenti. Ci sono stati diversi approcci alla gestione e alla mitigazione dei detriti, che vanno dagli sforzi legislativi/regolamentari a quelli tecnologici.

Con la crescente attività nello spazio, i detriti rappresentano una minaccia crescente per l’orbita terrestre bassa (LEO), l’area più accessibile dello spazio. Potrebbero esserci fino a 170 milioni di detriti in orbita, la stragrande maggioranza dei quali troppo piccoli per essere tracciati a causa dei limiti della tecnologia attuale, ma non per questo meno pericolosi. Dei 55.000 detriti che possiamo tracciare, più di 27.000 oggetti, come razzi esauriti, satelliti attivi e satelliti morti, sono monitorati dalla rete globale di sorveglianza spaziale (SSN) del Dipartimento della Difesa.

A causa della velocità con cui gli oggetti si muovono in LEO (circa 17.000 miglia orarie), l’impatto anche di un piccolo oggetto, come una pallina da ping pong, può causare danni significativi o mandare in frantumi completamente le infrastrutture esistenti, producendo più frammenti di dimensioni tracciabili e rilevabili. Per due volte nell’ultimo mese, la Stazione Spaziale Internazionale ha dovuto eseguire manovre per schivare le collisioni. Oltre all’immediata congestione del LEO, anche il rischio della sindrome di Kessler, in cui i detriti attuali creano una cascata crescente e autoreplicante di spazzatura orbitale, è una possibilità crescente. I leader politici hanno iniziato a prestare attenzione: il senatore John Hickenlooper (D-CO), uno dei leader al Congresso su questo tema, ha affermato: "A causa delle minacce derivanti dai detriti già in orbita, semplicemente prevenire altri detriti in futuro non è Abbastanza."

Gli sforzi tecnologici per limitare i detriti includono la realizzazione di razzi riutilizzabili e satelliti manovrabili. Alcuni satelliti possono regolare la loro posizione tramite un operatore satellitare, una persona o entità che gestisce un satellite. Ad esempio, la Stazione Spaziale Internazionale ha eseguito quella che viene chiamata una manovra in orbita per schivare i detriti. Per soddisfare le esigenze di pulizia, le industrie hanno sviluppato tecnologie di pulizia dei detriti come i laser spaziali, i rimorchiatori spaziali e i laser spaziali. La politica non ha tenuto il passo con la rapida crescita delle industrie spaziali commerciali emergenti. Le industrie sono inoltre riluttanti a utilizzare e implementare in modo efficace le nuove tecnologie perché i costi sono incerti.

Non è mai stata effettuata un’analisi completa costi-benefici dei metodi di pulizia (bonifica) dei detriti, nonostante siano disponibili dati affidabili sul numero di oggetti nello spazio. Questa nuova analisi della NASA fornisce il costo della tecnologia e il tempo per recuperare i costi, dando alle industrie un’idea migliore su come implementare le nuove tecnologie in modo efficace.

Per creare il rapporto, gli scienziati della NASA hanno creato un modello che specificava i rischi economici imposti dai detriti spaziali agli operatori satellitari in base al tempo necessario per abbinare i costi di pulizia e al metodo di pulizia utilizzato. Gli scienziati hanno quindi applicato il modello a due scenari: dare priorità alla scomposizione e alla rimozione dei detriti di grandi dimensioni (ovvero eliminare i 50 oggetti più grandi e preoccupanti nello spazio) e mirare alla rimozione dei detriti di piccole dimensioni (eliminando 100.000 pezzi di detriti da 1 a 10 cm di diametro). misurare).

Conclusione 1. Per ridurre i rischi per l'operatore, è necessario rimuovere i detriti piccoli e spingere quelli più grandi per evitare collisioni.

Anche se inizialmente è costoso, la rimozione di piccoli detriti produrrebbe un vantaggio netto in meno di un decennio:

L’investimento iniziale può essere realizzato rapidamente e ha un grande impatto.

L’investimento iniziale può essere realizzato rapidamente e ha un grande impatto.

I modelli della NASA indicano che gli sforzi di rimozione dei detriti non tracciabili possono avere benefici immediati. Per i detriti tracciabili, ci vorrebbero solo 3-4 anni per recuperare i costi iniziali.