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Come la Stazione Spaziale gioca a dodgeball con i rifiuti

La Stazione Spaziale Internazionale ci sa fare.
26.11.14

Succede a volte che alcuni rifiuti spaziali schivino per un soffio la Stazione Spaziale Internazionale: per la missione di controllo questo fatto non è particolarmente preoccupante, semplicemente si prende la stazione spaziale e la si sposta.

Forse non è la più aggraziata ballerina del cosmo ma tra i satelliti artificiali obsoleti, la ISS sa destreggiarsi molto bene. E questo è un fatto positivo, dato che ci sono oltre 500.000 rifiuti naturali e artificiali nello spazio che orbitano attorno al nostro pianeta, e circa 20.000 di essi sono più grandi di una palla da baseball. Possono raggiungere una velocità di circa 28.000 chilometri orari e quando colpiscono qualcosa potrebbe accadere questo (più o meno):

Per prevenire queste tragedie immaginarie (e anche quelle vere) l'ISS deve essere in grado di rilevare e schivare i detriti spaziali. Ci vuole un sofisticato sistema di rintracciamento e la stazione spaziale deve essere facilmente manovrabile. Ecco come funziona.

La guerra all'immondizia spaziale

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Il Dipartimento della Difesa ha fondato lo Space Surveillance Network negli anni '50 per tenere nota di tutti gli oggetti presenti nell'orbita terrestre. Ora questo sistema consiste in un importante schieramento di sensori visivi, radar e sensori nello spazio. Anche gli operatori privati possono chiedere l'accesso a queste informazioni per pianificare il lancio dei propri satelliti ed evitare i detriti spaziali..

Ma quando si tratta di proteggere la Stazione Spaziale Internazionale, la questine si fa più rischiosa. Oltre ai miliardi di euro di equipaggiamento, ci sono sempre almeno 3 astronauti a bordo, che conducono esperimenti scientifici e cantano (giustamente) pezzi di David Bowie.

La valutazione dei rischi è molto importante. Il dipartimento della difesa valuta la pericolosità dell'immondizia spaziale considerando la dimensione dei detriti.

Oggetti più piccoli di 1,3 cm sono troppo piccoli per essere rilevati e gli scudi protettivi della ISS possono facilmente sopportare il loro impatto. Detriti più grandi di 10 cm possono scontrarsi e infrangere le protezioni della stazione, ma la Difesa può rilevare questi oggetti e avvisare la crew della stazione spaziale fino a una settimana prima. I detriti con dimensioni da 1 a 10 centimetri sono i più pericolosi: sono abbastanza grandi da danneggiare ma abbastanza piccoli da poter sfuggire ai sensori.

Ballando con le stelle

Alla collisione di detriti piccoli (della dimensione di un sassolino) gli scudi protettivi dell'ISS resisterebbero: ma quando si tratta di oggetti più grandi e la collisione è inevitabile, la crew può rifugiarsi sul veicolo spaziale Soyuz, attraccato alla stazione. Nel caso di una collisione catastrofica, il Soyuz può servire anche come scialuppa per portare in salvo gli astronauti.

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Ma prima di tutto la stazione è in grado di schivare materialmente i detriti.

Quando viene rilevato un detrito spaziale in rotta di collisione con la ISS, la missione di controllo disegna un'immaginaria "scatola per la pizza" di 48 km di profondità e lunga 48. Se il detrito si dirige verso quest'area delimitata dalla "scatola della pizza" si ha a che fare con una seria minaccia.

Per pianificare lo schivamento dei rifiuti ci vogliono circa 30 ore. Se i veicoli di rifornimento Progress senza equipaggio sono già attraccati all'ISS, la NASA può coordinare gli loro otto motori contemporaneamente e spostare l'intera stazione spaziale. Se le Progress non sono nei paraggi, invece, i thruster della stazione spaziale russa possono fare la stessa cosa.

Immagine:  NASA

Schivare i detriti è rischioso, e la stazione spaziale cerca di effettuarlo soltanto quando il pericolo è molto grande. Se la probabilità di collisione è 1 su 100.000 e uno schivamento potrebbe rovinare la missione, la NASA ci rinuncia. Quando la probabilità è di 1 su 10.000 solitamente effettuano lo schivamento senza considerare l'impatto sulla missione.

Detriti spaziali in laboratorio

Collisioni mancate per poco accadono meno spesso di quanto si possa pensare. Negli ultimi due anni l'ISS ha schivato detriti solo poche volte. Per evitare che l'immondizia spaziale rovini una missione perfettamente riuscita, la NASA effettua di routine ricerche sulle collisioni con detriti. Esatto, la NASA ha degli scienziati che si occupano di simulare la distruzione di rifiuti spaziali.

Nel 2012 la NASA ha progettato DebriSat, la replica di un satellite costruito per essere distrutto nel nome della scienza. Poco tempo fa gli scienziati hanno distrutto DebriSate in un laboratorio apposito, analizzandone le caratteristiche.

Immagine:  J.C. Liou/DebriSat Project

La ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a prevenire future collisioni in orbita. Con tutti quei detriti in giro, una migliore comprensione di come i rifiuti si formino nello spazio potrebbe proteggere costosi equipaggiamenti e anche salvare vite.

Ma per ora tutto ciò che possiamo fare per evitare di scontrarci con i detriti spaziali è schivarli. Continua a danzare, ISS.