Nell’era attuale, caratterizzata da un aumento dei tassi di lancio globali, accentuato dall’approccio dispersivo nel lanciare megaconstellazioni di satelliti in orbita terrestre, cresce anche l’ansia riguardo alle conseguenze del rientro di hardware spaziale non funzionante.

Negli Stati Uniti manca un’iniziativa unica e coordinata per comprendere e gestire il rientro — una iniziativa che sia finanziata in modo costante e coinvolga diverse discipline — sostengono i ricercatori e gli esperti della Aerospace Corporation che studiano gli impatti e altri aspetti del rientro. Non esiste neppure un accordo nazionale, affermano, su chi dovrebbe finanziare gli studi sul rientro; gli interessi e i ruoli del settore spaziale governativo sono distribuiti su più agenzie federali.

La maggior parte dei rientri di hardware spaziale avviene in modo incontrollato. Quando e dove atterrano sulla Terra è una situazione di pura casualità, e le sfide intrinseche nell’effettuare osservazioni mirate rendono particolarmente difficile affrontare il rientro.

Sfida e opportunità “È sicuramente un’area di ricerca impegnativa”, ha dichiarato Marlon Sorge, direttore esecutivo del Center for Orbital and Reentry Debris Studies (CORDS) della Aerospace Corporation.

Fondato nel 1997, CORDS ha lavorato sulla crescente problematica dei detriti spaziali attraverso studi sul rientro controllato e incontrollato di stadi superiori, veicoli spaziali e altri detriti creati dall’uomo, alcuni dei quali sono stati recuperati sulla Terra e analizzati intensamente dal gruppo. Analogamente, gli specialisti della Aerospace si concentrano sull’impatto che il rientro di rifiuti spaziali ha sull’atmosfera terrestre.

Comprendere tale impatto e altri dettagli chiave sul rientro, come cosa accade all’hardware mentre evapora durante il rientro, cosa sopravvive alla caduta e perché, “è sia una sfida che un’opportunità”, ha detto Sorge a SpaceNews.

“Abbiamo un numero di oggetti che tornano molto maggiore”, ha affermato Sorge, “e stare al passo con i nuovi materiali utilizzati, i nuovi approcci per operare i veicoli spaziali e i loro rientri rende la parte pratica di tutto ciò molto più impegnativa.”

Il beneficio derivato da questi cambiamenti è che “le persone sono un po’ più consapevoli di cosa dobbiamo considerare”, ha affermato Sorge. “Come in tutto, ci sono aspetti positivi e negativi in tutto ciò che sta accadendo e, auspicabilmente, possiamo sfruttare i punti di forza per affrontare i punti deboli.”

Campagne di osservazione All’interno della Aerospace Corporation, diversi team stanno affrontando ciascuna delle principali sfide che si presentano nella mitigazione e gestione del rientro e delle conseguenze dei detriti spaziali in arrivo sulla Terra.

“Il mio ruolo è cercare di modellare e prevedere quali detriti spaziali sopravvivono a terra, da stadi superiori esauriti o satelliti dismessi quando rientrano, per la valutazione di sicurezza e rischio”, ha detto Michael Weaver, direttore del dipartimento di meccanica dei fluidi della Aerospace.

Weaver ha spiegato che le campagne di osservazione sono piuttosto rare e difficili da condurre, in parte perché i rientri controllati non sono così comuni. “Quando si verificano, avvengono in una parte molto remota del mondo, rendendoli difficili da raggiungere e anche logisticamente e in termini di risorse intensivi”, ha affermato.

Ad esempio, il veicolo spaziale Salsa dell’Agenzia Spaziale Europea ha effettuato un tuffo distruttivo mirato nell’atmosfera terrestre l’8 settembre sopra un’area remota dell’Oceano Pacifico meridionale. È stato il primo dei quattro satelliti della serie Cluster a entrare nell’atmosfera, con altri rientri programmati nel 2025 e nel 2026.

In cooperazione con l’ESA, la campagna di osservazione per il rientro di Salsa — parte del progetto Re-entry Observation Setup and International Execution (ROSIE) — ha coinvolto l’Università di Stoccarda, l’Università Comenius a Bratislava, Slovacchia, e l’Università del Queensland meridionale, insieme a partner industriali come l’Hypersonic Technology Göttingen in Germania e Astros Solutions, anche a Bratislava. La conclusione infuocata ha fornito rare osservazioni a terra e aeree del satellite Salsa mentre rientrava nell’atmosfera. Secondo il team di detriti spaziali dell’ESA, sperano di utilizzare i dati raccolti per migliorare i modelli di previsione del rientro attuali ed approfondire la comprensione su come un satellite brucia.

Un’illustrazione degli impatti atmosferici del rientro. Credito: Chelsea Thompson/NOAA La coordinazione è fondamentale Weaver ha detto che la Aerospace non ha partecipato alla campagna di rientro ESA Salsa, sebbene l’organizzazione sia stata coinvolta in alcuni rientri di veicoli di approvvigionamento della Stazione Spaziale Internazionale in passato.

“È raro che queste operazioni si uniscano”, ha detto Weaver. “Ma ciò le rende ancora più preziose per convalidare i modelli di rientro. È estremamente importante ancorare e validare i propri modelli ai dati reali.”

“La coordinazione è fondamentale”, ha aggiunto Weaver.

Weaver ha citato il recente utilizzo dei radar meteorologici da parte della Aerospace. “Possiamo vedere nuvole di detriti che si depositano forse fino a una o due ore dopo un rientro, fornendoci alcune indicazioni su ciò che sopravvive a terra. Anche su ciò che potrebbe non vaporizzarsi a quote più elevate, per esempio”, ha affermato.

“Per qualche motivo, è difficile convincere a mettere insieme un programma coordinato qui negli Stati Uniti”, ha detto Martin Ross, scienziato atmosferico della Aerospace che studia come i lanci di razzi e il rientro di detriti spaziali influenzano il clima terrestre e la stratosfera. Ha fatto un confronto con i progressi registrati sul tema in Europa.

“Questo è il tipo di cosa necessaria ora e non vedo che stia accadendo”, ha detto Ross a SpaceNews. “È un po’ un enigma. Gli europei stanno facendo progressi in questo, non solo osservazioni ma anche modelli di demolizione, modelli di risposta dell’atmosfera, test in galleria del vento. Negli Stati Uniti stiamo iniziando a mettere insieme questi aspetti, ma al momento non sta accadendo nulla di veramente significativo”, ha detto.

Passo successivo Nel frattempo, rimangono senza risposta domande importanti. Ross ha affermato che è stato solo riconosciuto, circa quattro o cinque anni fa, che la crescita di grandi costellazioni di satelliti avrebbe potuto aggiungere quantità significative di materiale alla stratosfera.

“Lo scorso anno, lo abbiamo effettivamente visto”, ha continuato Ross, “tutto il materiale metallico incorporato nelle particelle di solfato stratosferico. Quella fascia è un giocatore chiave nel clima e nell’ozono. Controlla in larga misura il flusso di radiazione nell’atmosfera. Controlla la chimica dell’ozono. Sappiamo ora che quella fascia nella stratosfera si sta contaminando.”

Il prossimo passo di Ross, ha suggerito, è determinare se l’inquinamento da detriti spaziali abbia un’importanza. Questo richiede lavoro di laboratorio e analisi chimiche, ma attualmente nessuno sta prendendo l’iniziativa in tal senso, ha detto.

“Inquinare quelle particelle di solfato con metalli, cambia qualcosa? Penso che ci sia un sospetto molto ragionevole che ciò avvenga,” ha detto Ross. “Dobbiamo arrivare in fondo a questo. Ogni anno la quantità di materiale immesso nella stratosfera aumenta. Quindi, ogni anno che tardiamo, il problema sta solo crescendo.”