È bassa, ma non è mai pari a zero.
A metà ottobre, un oggetto misterioso ha rotto il parabrezza di un Boeing 737 pieno di passeggeri che volava a 36.000 piedi sopra lo Utah, costringendo i piloti a un atterraggio di emergenza. Internet si è improvvisamente animato con l’ipotesi che l’aereo fosse stato colpito da un detrito spaziale. Ancora non sappiamo esattamente cosa abbia colpito l’aereo, probabilmente un residuo di un pallone sonda meteorologico, ma a quanto pare le speculazioni online non erano poi così campate in aria.
Questo perché, sebbene il rischio che i voli vengano colpiti da detriti spaziali sia ancora basso, in realtà sta aumentando.
Secondo le stime dell’Agenzia Spaziale Europea, ogni giorno circa tre pezzi di vecchie attrezzature spaziali, razzi usati e satelliti fuori uso, cadono nell’atmosfera terrestre. Entro la metà degli anni ’30, potrebbero essere decine. L’aumento è legato alla crescita del numero di satelliti in orbita. Attualmente, circa 12.900 satelliti attivi orbitano intorno al pianeta. Secondo le stime degli analisti, tra un decennio potrebbero essere 100.000.
Per ridurre al minimo il rischio di collisioni orbitali, gli operatori guidano i vecchi satelliti affinché brucino nell’atmosfera terrestre. Tuttavia, la fisica di tale processo di rientro non è ben compresa e non sappiamo quanta materia bruci e quanta raggiunga il suolo.
“Il numero di questi eventi di caduta sta aumentando”, afferma Richard Ocaya, professore di fisica all’Università del Free State in Sudafrica e coautore di un recente articolo sul rischio dei detriti spaziali. “Prevediamo che potrebbe aumentare in modo esponenziale nei prossimi anni”.
Finora, i detriti spaziali non hanno ferito nessuno, né in aria né a terra. Tuttavia, negli ultimi anni sono stati segnalati diversi casi in cui si è sfiorata la tragedia. Nel marzo dello scorso anno, un pezzo di metallo di 0,7 chilogrammi ha perforato il tetto di una casa in Florida. L’oggetto è stato successivamente identificato come un residuo di un pallet di batterie espulso dalla Stazione Spaziale Internazionale. Al momento dell’impatto, il figlio diciannovenne del proprietario della casa stava riposando in una stanza adiacente.
E nel febbraio di quest’anno, un frammento lungo 1,5 metri del razzo Falcon 9 di SpaceX è caduto vicino a un magazzino fuori Poznan, la quinta città più grande della Polonia. Un altro pezzo è stato trovato in una foresta vicina. Un mese dopo, un pezzo di 2,5 chilogrammi di un satellite Starlink è caduto su una fattoria nella provincia canadese di Saskatchewan. Altri incidenti sono stati segnalati in Australia e in Africa. E molti altri potrebbero passare completamente inosservati.
“Se trovassi un mucchio di componenti elettronici bruciati in una foresta da qualche parte, il tuo primo pensiero non sarebbe che provengano da un’astronave”, afferma James Beck, direttore della società di ricerca di ingegneria spaziale Belstead Research con sede nel Regno Unito. Egli avverte che non comprendiamo appieno il rischio di impatti con detriti spaziali e che potrebbe essere molto più elevato di quanto gli operatori satellitari vogliano farci credere.
Ad esempio, SpaceX, proprietaria dell’attuale mega-costellazione più grande, Starlink, sostiene che i suoi satelliti sono “progettati per distruggersi” e bruciano completamente quando escono dall’orbita e cadono nell’atmosfera.
Ma Beck, che ha eseguito diversi test in galleria del vento utilizzando modelli di satelliti per simulare le forze atmosferiche, afferma che i risultati di tali esperimenti sollevano dei dubbi. Alcuni componenti dei satelliti sono realizzati con materiali resistenti come il titanio e leghe speciali che non si fondono nemmeno alle temperature estremamente elevate che si raggiungono durante una discesa atmosferica ipersonica.
“Abbiamo svolto alcuni lavori per alcuni produttori di piccoli satelliti e, in sostanza, il loro problema principale è che i serbatoi cadono”, afferma Beck. “Per i satelliti più grandi, di circa 800 chili, ci aspetteremmo che forse due o tre oggetti atterrassero”.
Può essere difficile quantificare il pericolo rappresentato dai detriti spaziali. L’Organizzazione internazionale dell’aviazione civile (ICAO) ha dichiarato a MIT Technology Review che “la rapida crescita del numero di satelliti in orbita rappresenta una nuova sfida” per la sicurezza aerea, che “non può essere quantificata con la stessa precisione dei pericoli più consolidati”.
Tuttavia, la Federal Aviation Administration ha calcolato alcuni dati preliminari sul rischio per i voli: in un’analisi del 2023, l’agenzia ha stimato che entro il 2035 il rischio che un aereo all’anno subisca un disastroso impatto con detriti spaziali sarà di circa 7 su 10.000. Una collisione di questo tipo distruggerebbe immediatamente l’aereo o causerebbe una rapida perdita di pressione dell’aria, mettendo a rischio la vita di tutti i passeggeri a bordo.
Il rischio di vittime tra gli esseri umani a terra sarà molto più elevato. Aaron Boley, professore associato di astronomia e ricercatore sui detriti spaziali presso l’Università della British Columbia, in Canada, afferma che se i satelliti delle megacostellazioni “non scompariranno del tutto”, il rischio di un singolo decesso o ferimento causato da un impatto di detriti spaziali a terra potrebbe raggiungere circa il 10% all’anno entro il 2035. Ciò significherebbe che ogni dieci anni circa una persona sulla Terra avrebbe più probabilità di essere colpita da detriti spaziali. Nel suo rapporto, la FAA ha stimato probabilità ancora più elevate con ipotesi simili, valutando che “ogni due anni una persona sul pianeta potrebbe rimanere ferita o uccisa”.
Gli esperti stanno iniziando a riflettere su come integrare i detriti spaziali nei loro processi di sicurezza aerea. La società tedesca Okapi Orbits, specializzata nella sorveglianza dello spazio, ad esempio, in collaborazione con il Centro aerospaziale tedesco e l’Organizzazione europea per la sicurezza della navigazione aerea (Eurocontrol), sta studiando modi per adattare i sistemi di controllo del traffico aereo in modo che i piloti e i controllori del traffico aereo possano ricevere avvisi tempestivi e accurati sulle minacce rappresentate dai detriti spaziali.
Ma anche prevedere la traiettoria dei detriti spaziali è difficile. Negli ultimi anni, i progressi nell’intelligenza artificiale hanno contribuito a migliorare le previsioni delle traiettorie degli oggetti spaziali nel vuoto dello spazio, riducendo potenzialmente il rischio di collisioni orbitali. Tuttavia, finora questi algoritmi non sono in grado di tenere adeguatamente conto degli effetti dell’atmosfera che si addensa gradualmente e che i detriti spaziali incontrano durante il rientro. Le osservazioni radar e telescopiche possono essere d’aiuto, ma la posizione esatta dell’impatto diventa chiara solo con un preavviso molto breve.
“Anche con modelli ad alta fedeltà, ci sono così tante variabili in gioco che è difficile avere una posizione di rientro molto accurata”, afferma Njord Eggen, analista di dati presso Okapi Orbits. I detriti spaziali compiono un’orbita intorno al pianeta ogni ora e mezza quando si trovano nell’orbita terrestre bassa, osserva, “quindi anche se si hanno incertezze dell’ordine di 10 minuti, ciò avrà conseguenze drastiche per quanto riguarda il luogo in cui potrebbero impattare”.
Per le compagnie aeree, il problema non è solo un potenziale impatto, per quanto catastrofico possa essere. Per evitare incidenti, le autorità potrebbero chiudere temporaneamente lo spazio aereo nelle regioni a rischio, causando ritardi e costi aggiuntivi. Boley e i suoi colleghi hanno pubblicato un articolo all’inizio di quest’anno in cui stimano che le regioni aerospaziali trafficate come il nord Europa o il nord-est degli Stati Uniti hanno già circa il 26% di probabilità all’anno di subire almeno un’interruzione a causa del rientro di un detrito spaziale di grandi dimensioni. Quando tutte le costellazioni pianificate saranno completamente operative, le chiusure aerospaziali dovute ai rischi dei detriti spaziali potrebbero diventare comuni quasi quanto quelle dovute al maltempo.
Poiché le attuali previsioni di rientro sono inaffidabili, molte di queste chiusure potrebbero rivelarsi inutili.
Ad esempio, quando nel 2022 un mega-razzo cinese Long March da 21 tonnellate metriche stava cadendo sulla Terra, le previsioni suggerivano che i suoi detriti potevano spargersi in Spagna e in alcune parti della Francia. Alla fine, il razzo si è schiantato nell’Oceano Pacifico. Tuttavia, la chiusura di 30 minuti dello spazio aereo dell’Europa meridionale ha ritardato e dirottato centinaia di voli.
Nel frattempo, le autorità di regolamentazione internazionali stanno esortando gli operatori satellitari e i fornitori di servizi di lancio a deorbitare i grandi satelliti e i corpi dei razzi in modo controllato, quando possibile, guidandoli con attenzione verso zone remote dell’oceano utilizzando il carburante residuo.
L’Agenzia spaziale europea stima che solo circa la metà dei corpi dei razzi che rientrano nell’atmosfera lo faccia in modo controllato.
Inoltre, circa 2.300 corpi di razzi vecchi e non più controllabili rimangono ancora in orbita, avvicinandosi lentamente alla Terra senza che gli operatori dispongano di meccanismi per guidarli in modo sicuro nell’oceano.
“C’è abbastanza materiale lassù che, anche se cambiassimo le nostre pratiche, alla fine tutti quei corpi dei razzi rientrerebbero comunque”, afferma Boley. “Sebbene la probabilità che i detriti spaziali colpiscano un aereo sia bassa, la probabilità che i detriti si diffondano e cadano su uno spazio aereo trafficato non è bassa. In realtà è piuttosto probabile”.
