21.12.14

PIOGGIA RADIOATTIVA DI ROTTAMI SPAZIALI SULLA TERRA


di Gianni Lannes


Come se non bastassero le scie chimiche di aerei fantasma, l'aria è inquinata anche dalla ricaduta sul pianeta Terra di scarti nucleari (scorie e rifiuti) messi in orbita dalle super potenze. Lo Spazio orbitale - una fascia compresa fra i 250 e i 36.850 chilometri di altezza - è ormai una discarica nucleare che ricade sul globo terrestre.

Da quando nel 1957 l’Unione Sovietica mise in orbita lo Sputnik, conquistando il primo biglietto verso lo spazio, la presenza nel cosmo di rottami d’ogni genere è cresciuta a livello esponenziale. Tanto che oggi si possono contare intorno al nostro pianeta circa 4 mila satelliti di cui solo il 6 per cento è attivo. Mentre nelle regioni più remote del sistema solare continuano a vagare oltre 200 sonde interplanetarie. Addirittura una sessantina di satelliti russi alimentati ad energia nucleare ormai disattivati e alla deriva perdono liquido refrigerante. Nell’atmosfera terrestre, infatti, sono state scoperte da un gruppo di ricercatori della Nasa circa 80 mila sferette di sodio radioattivo grandi un centimetro, ed oltre 3 milioni di goccioline superiori al millimetro che ci stanno lentamente piovendo addosso. Non è tutto: ci sono anche i Cosmos: i satelliti dell’ex Urss, alimentati con generatori termoelettrici a radioisotopi di plutonio (Rtg), che hanno provocato - almeno ufficialmente - due situazioni di emergenza. Nel 1978 ne cadde uno (Cosmos 954) nel Nordovest del Canada impegnando anche gli USA in un vasto programma di recupero. Nel 1983 invece scattò l’allerta, in Italia, poiché uno di questi modelli scese in picchiata sull’Atlantico dieci minuti dopo aver sorvolato la Lombardia. 
La procedura standard usata attualmente dai militari russi per evitare che i satelliti Rorsat ricadano sulla Terra con il loro carico radioattivo alla fine della loro vita operativa è quella – che non funzionò nei casi noti ufficialmente – di staccarne per tempo la parte contenente il reattore ed immetterla su un’orbita più alta, a 700-1000 km di quota. Anche se questo sistema rinvia di qualche secolo il problema del rientro sulla Terra, esso introduce un pericolo d’altro tipo: proprio tra i 700 e i 1000 chilometri di quota è infatti massima la concentrazione di detriti orbitanti, ossia di frammenti e altri piccoli corpi di origine artificiale generati a migliaia nel corso di decenni di attività spaziali. «Intorno alla Terra esiste una nube di detriti che mette a rischio lo svolgimento delle missioni spaziali. Sono serbatoi, pannelli lanciatori e soprattutto resti di satelliti esplosi, anche di dimensioni molto piccole, che ruotano ad altissima velocità» segnala il Cnr. Secondo i calcoli del Norad, il comando di difesa aerospaziale del Nordamerica, sulle nostre teste ruotano almeno 9 mila oggetti più grandi di una palla da tennis. Oggetti grandi abbastanza da essere individuati e sorvegliati, ma in gran parte completamente senza controllo. Il resto è una congerie di spazzatura spaziale, autentici rifiuti abbandonati con noncuranza in uno spazio che si sta rivelando assai poco infinito, ai quali va aggiunta una straordinaria quantità di materia di detriti grandi un centimetro circa e milioni di frammenti ancora più piccoli. Ciascuno dei quali, viaggiando a una media di 7,5 km al secondo, rappresenta un rischio potenziale, e assolutamente imprevedibile, per tutto ciò che incontra sulla sua traiettoria.  «La massa totale degli oggetti in orbita - attesta una stima dell’istituto Cnuce del Cnr - si aggira sulle 4 mila tonnellate, con una sezione complessiva di circa 40 mila metri quadrati». I rifiuti più voluminosi erano nel 2003 - secondo fonte Nasa - circa 90 mila fra veicoli non più operativi, stadi propulsivi esauriti, detriti generati dalle normali procedure di volo e, soprattutto, schegge d’ogni foggia. Ma con l’aumentare delle attività spaziali, soprattutto nel settore dei satelliti per telecomunicazioni, anche il numero di questi scomodi abitanti delle orbite basse è in aumento continuo. 

Il Norad calcola per difetto che galleggino sopra le nostre teste almeno 150 mila frammenti più grandi di un centimetro, mentre è stimabile intorno al milione di unità, la quantità di detriti superiori al millimetro. Tutti questi rifiuti fluttuano in due orbite terrestri: quella bassa (detta Leo, acronimo dell’inglese Low Earth Orbit), che va da 200 a 2000 chilometri dal suolo del nostro pianeta e la regione Geosincrona (Geo), alta 36 mila chilometri, dove gli oggetti in orbita girano alla stessa velocità della Terra e restano pertanto in posizione geostazionaria. E per quanto piccolo un oggetto che viaggia alla velocità di 10 chilometri al secondo può avere effetti molto distruttivi. Gli esperti concordano nel ritenere che alle velocità orbitali un frammento da un grammo sprigiona l’energia di una bomba a mano ad alto potenziale: l’impatto tra uno di questi proiettili e un reattore esaurito porta alla frammentazione esplosiva di questo, e alla creazione di un guscio di frammenti radioattivi intorno all’intero pianeta. 
 
 Le statistiche dimostrano quale sia la sottovalutata dimensione del problema: lo Shuttle, per esempio, ha una probabilità su 78 di andare distrutto a causa della collisione con un detrito, mentre per la stazione spaziale che stanno costruendo Usa, Giappone, Europa, Canada e Russia, esiste una probabilità su dieci di subire gravi danni. Il pericolo riguarda anche quanti rimangono saldamente ancorati alla crosta terrestre. Non sono rari infatti i casi di rientro nell’atmosfera dei satelliti che falliscono la manovra destinati a portarli nella cosiddetta “orbita-cimitero”. Anche l’astronauta Umberto Guidoni non ha dubbi: «E’ in atto un processo di inquinamento irreversibile con gravi ripercussioni sull’atmosfera terrestre. Oggi il rischio è ragionevole, ma in prospettiva i rifiuti spaziali possono diventare un problema serio». La Nasa mette nero su bianco: «Intorno alla Terra si sta creando un classico problema ambientale, da affrontare entro i prossimi 10 anni, prima che sia troppo tardi per riuscire a risolverlo». La strategia più praticabile per rimediare ai disastri consisterebbe nel prevenire la produzione di altri rottami  attraverso un nuovo modo di progettare ciò che si lancia nello spazio. «Ad esempio suggerisce Guidoni - dotando i satelliti di un sistema propulsivo in più che permetta di spostarli in un’orbita meno affollata quando non sono più operativi, oppure progettando il rientro in modo che si distruggano nell’atmosfera». Un vero e proprio trattato vincolante a livello internazionale non è mai stato siglato e perciò bisogna affidarsi alla buona volontà degli Stati Uniti e della Russia, i principali responsabili del fenomeno. Il meeting dell’Office for Outer Space Affaire, l’organizzazione delle Nazioni Unite che coordina gli usi pacifici dello spazio, si è risolto con un nulla di fatto. E il vecchio continente? L’Agenzia spaziale europea ha sfornato soltanto delle raccomandazioni. Troppo poco per dare un taglio alla deregulation che si è impossessata anche del cosmo.     

 Colonizzazione siderale. Se improvvisamente dovessero ammutolirsi ce ne accorgeremmo subito o quasi. Ai satelliti sono legate, infatti, numerose attività quotidiane. Sui trasponder in orbita bassa (fra i 700 e i 2000 chilometri), per limitare il ritardo della voce e per facilitare il collegamento con i cellulari meno potenti, viaggiano i segnali delle telefonia e della trasmissione dati. I satelliti in orbita media (attorno ai 10 mila chilometri), oltre che parzialmente per la telefonia, vengono utilizzati invece per alcune operazioni di ricerca su scala planetaria. Da quella quota inquadrando quasi tutta la Terra, Exos effettua operazioni di monitoraggio ambientale, Lageos tiene sotto controllo la distanza fra i continenti ad Apex studia le dinamiche della magnetosfera; ma altri come il Rosat sono rivolti verso lo spazio esterno per tenere sotto controllo i raggi X. Sull’orbita geostazionaria (36 mila km), la più ambita dagli operatori delle telecomunicazioni, ruotano infine i satelliti televisivi come la costellazione di Astra o di Eutelsat (gli operatori che si spartiscono il mercato europeo) oltre a quelli utilizzati per le previsioni metereologiche come Meteosat. Secondo la Satellite Industry Association nel 2003 sono stati messi in orbita una sessantina di satelliti commerciali. Altri satelliti servono inoltre per seguire lo spostamento dei grandi banchi di pesce, per gestire i sistemi di navigazione, per individuare nuovi giacimenti minerari o di petrolio.

Un’altra nutrita e segreta genealogia di satelliti è dedicata agli scopi militari (spionaggio). Dei 5 mila satelliti artificiali lanciati nello spazio dai primi anni ’50 solo 600 risultano attualmente funzionanti. Tutti gli altri o sono fuori uso o sono già ricaduti come meteore sulla Terra. Il Bepposax, un satellite che pesa più di 1400 chilogrammi costruito in Italia con lo scopo di studiare l’origine dei campi gamma provenienti dallo spazio profondo, è precipitato nell’aprile 2004 in mezzo all’Oceano Pacifico. Ma non solo i satelliti interi a preoccupare. Intorno al globo terrestre fluttuano circa 10 mila oggetti che gli americani chiamano “debris” con una dimensione superiore al centimetro. Un’autentica spazzatura spaziale prodotta dall’esplosione (voluta o accidentale) di satelliti o stadi finali di vettori che potrebbe diventare molto pericolosa. Ne sa qualcosa Umberto Guidoni (il primo astronauta italiano) che durante il suo primo volo a bordo del Columbia, nel 1996,  si ritrovò un finestrino della navetta danneggiato da un detrito cosmico. “Per noi al rientro fu una vera sorpresa scoprire che un piccolo oggetto di chissà quale natura ci aveva colpiti – rivela Guidoni – Abbiamo corso il pericolo di attuare una procedura d’emergenza che, avrebbe certamente innescato una forte tensione”. E se il detrito fosse stato più grande? “In quel caso il centro di controllo di Houston ci avrebbe avvertito in tempo – prosegue l’astronauta – perché gli oggetti più grandi sono costantemente seguiti dalla Terra per mezzo di radar sofisticati. E già successo diverse volte che lo Shuttle abbia dovuto alzare o abbassare l’orbita per evitare di scontrarsi con questo oggetti alla deriva”.  Il censimento di questi rifiuti spaziali (appena 9 mila sono catalogati) viene effettuato dallo Space surveillance network, un ente gestito dalle forze armate USA. I loro sistemi di avvistamento riescono a tenere sotto controllo buona parte dei “debris” di una certa grandezza, ma se si scende di dimensione la questione diventa più complicata. “Si stima che sopra le nostre teste girino tra i 10 e i 150 milioni di frammenti inferiori al centimetro che non possiamo controllare” spiega Luciano Anselmo del laboratorio di dinamica del volo saziale dell’Istituto Isti-Cnr di Pisa.

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