Satelliti di fabbricazione umana erano una volta rari in orbita terrestre bassa (LEO), con solo una manciata di loro ruotano intorno al pianeta agli albori dell’era spaziale nel 1950. Ma ora, ci sono migliaia di satelliti brulicanti intorno alla Terra, con ancora più in attesa di unirsi a loro.
Quindi, per mettere un numero esatto su di esso, quanti satelliti orbitano intorno alla Terra e quanti potrebbero unirsi a loro nel prossimo futuro? E una volta che tutti questi satelliti sono spaceborne, quali tipi di problemi potrebbero causare?
Dopo che l’Unione Sovietica ha lanciato lo Sputnik, il primo satellite umano al mondo, nel 1957, un flusso lento ma costante di satelliti è entrato in LEO, con tra 10 e 60 lanciati ogni anno fino agli anni 2010, Supriya Chakrabarti, professore di fisica presso l’Università del Massachusetts Lowell, ha scritto in un articolo pubblicato su Space.com, un sito di sorella di Scienza vivo. Da allora, quel tasso è salito alle stelle, con più di 1.300 nuovi satelliti lanciati in LEO nel 2020 e più di 1.400 satelliti lanciati nel 2021, Chakrabarti ha scritto. In totale, c’erano circa 7.500 satelliti attivi in LEO a settembre 2021, secondo l’Outer Space Objects Index delle Nazioni Unite.
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Mercato affollato
Il numero di satelliti in LEONE, una regione che si estende fino a 1.424 miglia (2.000 chilometri) dalla Terra, continuerà ad aumentare a un ritmo esponenziale nei prossimi decenni. Questo perché le aziende private stanno creando le proprie megaconstellazioni, ognuna contenente migliaia di singoli satelliti, che saranno utilizzati per sviluppare reti online più veloci e fornire una serie di altri servizi, come il monitoraggio dei cambiamenti climatici.
Questa maggiore attività sta accadendo ora in gran parte a causa della caduta dei costi, ha detto Aaron Boley, un astronomo presso l’Università della British Columbia. “Sappiamo che SpaceX, OneWeb, Amazon e StarNet/GW hanno proposto un totale satellitare combinato di 65.000 quando si includono tutte le fasi” dei loro programmi satellitari, Boley ha detto a Live Science. E” sono stati proposti oltre 100.000 satelliti ” in totale, ha aggiunto.
Nell’ottobre 2021, il Ruanda ha anche annunciato una propria megaconstellation, chiamata Cinnamon, che potrebbe contenere oltre 320.000 satelliti. Non è chiaro quando questo progetto potrebbe diventare una realtà, ma il paese ha chiesto il permesso di iniziare il progetto, secondo un tweet dell’Agenzia spaziale ruanda.
Tuttavia, tutti questi nuovi satelliti presentano una serie di nuovi problemi, come evidenziato da uno studio del maggio 2021 sulle megaconstellazioni co-condotto da Boley e pubblicato sulla rivista Scientific Reports.
“Provoca un problema di gestione del traffico spaziale, esacerberà la proliferazione di detriti spaziali, interferisce con l’astronomia e l’osservazione delle stelle, e i lanci di razzi e i rientri causano inquinamento atmosferico”, ha detto Boley. “Stiamo ancora cercando di capire l’entità degli impatti.”
Traffico spaziale e detriti
Man mano che altri satelliti vengono lanciati in orbita nei prossimi decenni, è probabile che il numero di collisioni e successivi detriti spaziali salga. Ci sono già almeno 128 milioni di pezzi di detriti in LEO. Di questi, circa 34.000 sono oltre 4 pollici (10 centimetri), secondo il Museo di Storia Naturale di Londra, e ce ne saranno ancora di più in futuro.
“Il funzionamento sicuro di molti satelliti sarà una sfida importante”, ha detto Boley. “Un incidente in una particolare orbita che genera detriti spaziali significativi ha il potenziale per influenzare una vasta gamma di orbite.”
Le collisioni non sono l’unica fonte di detriti spaziali; i satelliti possono anche abbattere dall’esposizione prolungata a intense radiazioni ultraviolette in LEO, ha detto Boley.
I detriti spaziali hanno il potenziale di causare danni significativi ad altri satelliti, così come ad altri veicoli spaziali. Nel giugno 2021, la Stazione Spaziale internazionale è stata colpita da un pezzo di detriti che ha perforato un buco in un braccio robotico; per fortuna, la stazione spaziale e gli astronauti all’interno evitato qualsiasi danno importante, Live Science precedentemente riportato.
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Alla fine, il numero di satelliti in LEO potrebbe portare a una catena di collisioni in fuga che disperderebbe detriti spaziali intorno a LEO, al punto che non saremmo in grado di lanciare nuovi razzi. Questa possibilità è nota come sindrome di Kessler e molti astronomi temono che possa impedire all’umanità di diventare una specie multipianeta se non riusciamo a tenere sotto controllo i detriti spaziali.
“L’effetto Kessler non avrà un momento chiaro in cui si accende”, ha detto Boley. “Piuttosto, si tratta di una transizione graduale a causa di uno squilibrio dei tassi di generazione e rimozione dei detriti detriti.”Ma alcune prove suggeriscono già che è necessaria la rimozione attiva dei detriti da LEO per evitare che la sindrome di Kessler prenda piede, ha aggiunto.
Tuttavia, la rimozione di detriti spaziali da LEO è logisticamente impegnativa e non esiste ancora un metodo di rimozione concordato, secondo Scientific American.
Lanci e rientri
L’industria spaziale ha un’impronta di carbonio molto più bassa rispetto ad altre industrie, come l’industria aeronautica. Un lancio medio di razzi rilascia tra 220 e 330 tonnellate (da 200 a 300 tonnellate) di carbonio nell’atmosfera terrestre, secondo Il Guardian. Per fare un confronto, un volo commerciale medio a lungo raggio rilascia circa 2-3 tonnellate (da 1,8 a 2,7 tonnellate) di carbonio per passeggero, e ci sono decine di milioni di voli ogni anno.
Tuttavia, poiché la forte domanda di razzi necessari per lanciare i satelliti aumenta, le emissioni di carbonio derivanti dai lanci di razzi sono aumentate del 5,6% all’anno, secondo Il Guardian.
E non sono solo i lanci satellitari a rappresentare un problema ambientale. Mentre i satelliti alla fine cadono dall’orbita e rientrano nell’atmosfera terrestre, rilasciano anche sostanze chimiche nell’atmosfera, ha detto Boley.
Lo studio di Boley sulle megaconstellazioni ha rivelato che, in futuro, i rientri satellitari potrebbero finire per depositare più di alcuni elementi, come l’alluminio, nell’atmosfera terrestre rispetto ai meteoriti. Gli scienziati non sono sicuri di quali potrebbero essere i potenziali impatti di questo, ma i cambiamenti causati dall’uomo alla chimica delle atmosfere, come il rilascio di clorofluorocarburi (CFC) dagli aerosol che hanno causato il buco nello strato di ozono, non tendono a finire bene.
Inoltre, quando i satelliti rientrano nell’atmosfera, possono anche causare danni significativi al suolo. Tuttavia, i satelliti moderni sono progettati per rompersi in pezzi più piccoli al rientro, quindi meno materiale arriva in superficie. E, di solito, la spazzatura spaziale che cade atterra nell’acqua, che copre circa il 71% della superficie terrestre.
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Inquinamento luminoso
In futuro, una maggiore attività satellitare sarà chiaramente visibile dalla Terra. Gli oggetti metallici agiranno come specchi, riflettendo la luce verso la superficie terrestre, e il loro numero altererà drasticamente la nostra visione del cielo notturno.
Uno studio sull’inquinamento luminoso — co-scritto da Boley, pubblicato nel database arXiv nel settembre 2021 e presentato all’Astronomical Journal — ha rivelato che fino all ‘ 8% della luce nel cielo notturno potrebbe provenire dai satelliti in futuro. Lo studio ha anche scoperto che i luoghi vicini a 50 gradi di latitudine nord e sud, come la Columbia Britannica e la Patagonia, potrebbero essere più gravemente influenzati dall’inquinamento luminoso satellitare rispetto ad altri luoghi, a causa delle orbite dei satelliti proposti.
“Questo è un cambiamento così fondamentale per la nostra visione del cielo che richiede un maggiore controllo”, ha detto in una dichiarazione il coautore Hanno Rein, astronomo presso l’Università di Toronto Scarborough. “Sarà vissuto da tutti.”
In futuro, Boley ha detto, fino a 1 ogni 10″ stelle “nel cielo potrebbero effettivamente essere satelliti, che” causerebbero continuamente il riordino dei cieli.”
I satelliti non interferiranno solo con l’osservazione delle stelle amatoriale ma anche con le osservazioni di astronomi professionisti. “Alcune ricerche astronomiche vedranno solo impatti moderati, ma gli effetti sulle indagini su ampio campo potrebbero essere sostanziali”, ha detto Boley.
Trovare un equilibrio
È chiaro che il tasso previsto di satelliti messi in LEO è insostenibile, ma i satelliti ci forniscono anche servizi importanti.”Siamo profondamente collegati ai satelliti”, ha detto Boley. “I satelliti svolgono un ruolo importante nella nostra catena di fornitura, nelle transazioni finanziarie, nel monitoraggio meteorologico, nella scienza del clima, nelle comunicazioni globali e nella ricerca e soccorso.”
Pertanto, abbiamo bisogno di trovare un modo per bilanciare i benefici e gli impatti, Boley ha detto.
“Non penso che un punto fermo sui lanci satellitari funzionerebbe”, ha detto Boley. “Tuttavia, rallentare le cose e ritardare il posizionamento di 100.000 satelliti fino a quando non avremo regole internazionali migliori sarebbe prudente.”
Originariamente pubblicato su Live Science.