La sonda ADRAS-J di Astroscale ispezionerà un razzo giapponese morto in orbita: un passo importante nella rimozione di rifiuti spaziali.
Più di 9.000 tonnellate di metallo e macchinari prodotti dall’uomo sono in orbita intorno alla Terra, compresi i satelliti, le schegge e la Stazione Spaziale Internazionale. Ma la maggior parte di questa massa proviene da una sola fonte: i quasi mille razzi in disuso che sono stati scartati nello spazio dall’inizio dell’era spaziale.
Ora, per la prima volta, è iniziata una missione per rimuovere uno di questi razzi morti. Finanziata dall’agenzia spaziale giapponese JAXA, una navicella dell’azienda giapponese Astroscale è stata lanciata domenica 18 febbraio dall’azienda neozelandese Rocket Lab ed è attualmente in viaggio verso il rendez-vous con il razzo in questione nelle prossime settimane. Lo ispezionerà e poi studierà come una missione successiva potrebbe essere in grado di riportare il razzo morto nell’atmosfera. Se riuscirà nell’intento, potrebbe dimostrare come sia possibile rimuovere dall’orbita pezzi di spazzatura spaziale grandi, pericolosi e incontrollati, che potrebbero causare un disastro monumentale se entrassero in collisione con satelliti o veicoli spaziali.
“Non si può sottovalutare l’importanza di questo aspetto”, afferma Michelle Hanlon, avvocato spaziale dell’Università del Mississippi. “Abbiamo queste ‘bombe di detriti’ che se ne stanno lassù in attesa di essere colpite”.
Si stima che in orbita intorno alla Terra ci siano 500.000 pezzi di spazzatura spaziale piccoli quanto un centimetro e circa 23.000 oggetti tracciabili più grandi di 10 centimetri. I razzi morti costituiscono una categoria interessante e pericolosa. I 956 corpi di razzi conosciuti nello spazio rappresentano solo il 4% degli oggetti rintracciabili, ma quasi un terzo della massa totale. I razzi più grandi, per lo più scartati dalla Russia negli anni ’80, ’90 e 2000, pesano fino a nove tonnellate, quanto un elefante.
Questi elementi scartati, la sezione superiore di un razzo che spinge un satellite o un veicolo spaziale nell’orbita finale, vengono lasciati alla deriva intorno al nostro pianeta una volta completato il lancio. Sono incontrollati, ruotano in modo disordinato e rappresentano un rischio enorme. Se due di essi dovessero entrare in collisione, produrrebbero una nube mortale di “10.000-20.000 frammenti”, afferma Darren McKnight, esperto di detriti spaziali presso l’azienda statunitense LeoLabs.
Un evento del genere potrebbe verificarsi in qualsiasi momento. “Ad un certo punto, mi aspetterei una collisione che li coinvolga”, afferma Hugh Lewis, esperto di detriti spaziali presso l’Università di Southampton nel Regno Unito. “C’è così tanta roba là fuori”. Ciò rappresenterebbe un problema enorme, rendendo inutilizzabili parti dell’orbita terrestre o, nel peggiore dei casi, portando a una reazione a catena di collisioni, nota come sindrome di Kessler. Ciò potrebbe rendere inutilizzabili alcune orbite o addirittura rendere troppo rischioso il volo umano nello spazio finché i detriti non ricadranno nell’atmosfera dopo decenni o secoli.
Dal 2007, quando le Nazioni Unite hanno introdotto una nuova linea guida secondo cui gli oggetti dovrebbero essere rimossi dallo spazio entro 25 anni dalla loro vita operativa, sono diminuiti i razzi abbandonati in orbita. La maggior parte degli stadi superiori ora conserva un po’ di carburante per spingersi di nuovo nell’atmosfera dopo il lancio. “Ora tendono a riservare un po’ di propellente per aiutarli a deorbitare”, dice Lewis. Ma rimangono migliaia di “oggetti ereditati” da prima dell’introduzione di questa regola, aggiunge Lewis.
Il razzo a cui punta la JAXA, nell’ambito del programma Commercial Removal of Debris Demonstration (CRD2), è lo stadio superiore di un razzo giapponese H-IIA che ha lanciato un satellite climatico nel 2009. Pesante tre tonnellate e grande come un autobus, orbita intorno al nostro pianeta a un’altitudine di 600 chilometri (373 miglia). Se non viene recuperato, rimarrà in orbita per decenni, dice Lewis, prima che la resistenza atmosferica del nostro pianeta riesca a riportarlo nell’atmosfera. A quel punto brucerà e i suoi resti cadranno probabilmente nell’oceano.
La missione di ADRAS-J è capire come riportarlo nell’atmosfera prima che ciò accada. Avvicinandosi al razzo, il veicolo spaziale utilizzerà telecamere e sensori per ispezionarlo da un metro di distanza. Studierà lo stato del razzo, per capire se è intatto o se alcuni pezzi si sono staccati e stanno andando alla deriva nelle vicinanze, e cercherà anche i punti di aggancio a cui un futuro veicolo spaziale potrebbe attaccarsi.
“Progettare un servicer per sollevare e afferrare un detrito di tre tonnellate comporta molte sfide”, spiega Mike Lindsay, Chief Technology Officer di Astroscale. “La sfida più grande è quella di gestire l’incertezza. L’oggetto è rimasto lassù per 15 anni. Non è controllato. Non stiamo comunicando con lui. Quindi non sappiamo come si muove, come appare e come è invecchiato”.
Particolarmente cruciale sarà determinare se, ed eventualmente quanto, il razzo sta ruotando. Qualsiasi rotazione dovrà essere contrastata e stabilizzata prima che il razzo possa essere spinto nell’atmosfera. La famosa scena dell’aggancio nel film Interstellar, dice Lewis, è “una dimostrazione perfetta”.
ADRAS-J trascorrerà le prossime settimane ad analizzare il razzo e l’ispezione dovrebbe concludersi entro aprile. È la prima volta che un detrito spaziale abbandonato viene analizzato in questo modo.
Il Giappone deve ancora scegliere l’azienda che condurrà la seconda fase della missione e rimuoverà effettivamente il razzo dall’orbita, ma Lindsay dice che Astroscale è pronta, se si aggiudica il contratto. “Stiamo già testando alcune metodologie di cattura robotica compatibili con i punti di presa che ispezioneremo”, spiega Lindsay. “È quindi molto importante ottenere immagini di queste interfacce”.
Questa missione dovrà essere molto più consistente di ADRAS-J, dice Lewis. Per arrestare la rotazione del razzo e spingerlo giù nell’atmosfera, qualsiasi veicolo spaziale di rimozione dovrebbe essere pesante quasi quanto il razzo stesso. “Serve qualcosa di equivalente [in termini di massa] se si vuole afferrarlo”, dice Lewis. “Se sta ruzzolando da una parte all’altra, serve un sistema davvero capace di gestire il momento angolare”.
Questo non è l’unico tentativo di rimozione dei detriti spaziali. Nell’ottobre 2023, il Senato degli Stati Uniti ha approvato una legge per studiare le tecnologie di rimozione. Il Regno Unito ha selezionato sia Astroscale che un’azienda svizzera, ClearSpace, per progettare missioni di rimozione della spazzatura spaziale britannica dall’orbita. Nel 2026, ClearSpace prevede di lanciare una missione per l’Agenzia spaziale europea (ESA) per rimuovere dall’orbita un piccolo pezzo di un razzo europeo, del peso di circa 112 chilogrammi (247 libbre).
“Per le missioni successive al 2030, l’ESA prevede che la rimozione attiva diventi obbligatoria”, afferma Holger Krag, responsabile dell’Ufficio detriti spaziali dell’ESA in Germania, ovvero se un veicolo spaziale non è riuscito a togliersi dall’orbita con il proprio carburante.
Non è chiaro quale forma prenderà il mercato delle missioni di rimozione dei detriti. Mentre il Giappone si sta occupando in buona fede di uno dei suoi razzi morti, affrontare il numero impressionante di altri razzi e satelliti morti sarebbe un’impresa costosa. “Chi pagherà per questo?”, dice Lewis. “Rimuoverne uno o due non risolverà il problema. Abbiamo bisogno di un piano sostenuto di rimozioni”.
Anche gli ostacoli legali non mancano. Secondo Hanlon, la Russia e la Cina, che possiedono molti dei più grandi razzi morti in orbita, difficilmente permetteranno ad altri Paesi di rimuovere i loro razzi per loro. “Le aziende private non otterranno il permesso dalla Cina o dalla Russia di avvicinarsi a qualcosa che potrebbe avere capacità tecnologiche che non vogliono condividere con il mondo”, afferma Hanlon.
Attualmente, inoltre, “non esiste alcuna legge che imponga di togliere la spazzatura dall’orbita”, afferma Hanlon. Sebbene le Nazioni Unite abbiano una linea guida e le autorità di regolamentazione nazionali, come la Federal Communications Commission negli Stati Uniti, richiedano che i satelliti vengano rimossi dall’orbita in soli cinque anni, i razzi vuoti e la spazzatura ereditata pongono un problema completamente diverso. “Non c’è alcun incentivo a rimediare”, dice Hanlon.
Un’altra opzione potrebbe essere quella di riutilizzare e riciclare i detriti in orbita, compresi alcuni di questi razzi morti. Un’idea del genere non è ancora stata sperimentata, ma potrebbe diventare praticabile quando le nostre operazioni in orbita terrestre cresceranno in futuro. “Allora entriamo in un ambito diverso, dove c’è un incentivo, c’è un mercato”, dice Hanlon.
ADRAS-J, e qualsiasi altro veicolo spaziale segua le sue orme, dimostrerà come possiamo iniziare ad affrontare questo problema. Se non lo facciamo, la spazzatura spaziale “crescerà fino al punto in cui non saremo in grado di lanciare nulla”, dice Hanlon. “L’unico modo per porre fine a questo ciclo è rimuovere i detriti”.
