Ripulire il nostro cortile cosmico

La spazzatura spaziale si riferisce alla grande quantità di oggetti creati dall’uomo che vengono lasciati abbandonati e in orbita attorno alla Terra. Questi oggetti includono vecchi satelliti, stadi di razzi esausti, frammenti di collisioni e persino minuscole macchie di vernice. Con l’aumento dell’esplorazione spaziale e dello spiegamento di satelliti nel corso dei decenni, è aumentato anche l’accumulo di questi detriti. Attualmente, si stima che ci siano milioni di pezzi di spazzatura spaziale, che vanno da detriti più grandi a frammenti più piccoli che sono troppo piccoli per essere rintracciati. Di questi oggetti, la NASA stima che circa 23.000 abbiano le dimensioni di una palla da softball o più grandi.

La presenza di spazzatura spaziale rappresenta un problema significativo per vari motivi. Innanzitutto, l’enorme quantità di detriti aumenta la probabilità che si verifichino collisioni nello spazio. Queste collisioni possono portare alla creazione di ancora più detriti, esacerbando il problema e creando un effetto a cascata noto come sindrome di Kessler. Ad ogni collisione aumenta il rischio di ulteriori collisioni e della conseguente distruzione di satelliti funzionanti o di veicoli spaziali, costituendo una seria minaccia per le missioni sia con equipaggio che senza equipaggio. La presenza di spazzatura spaziale limita anche il numero di parcheggi orbitali rimanenti per i nuovi satelliti, che stanno rapidamente diminuendo.

Tuttavia, ripulire questi detriti è una grande sfida. Poiché gran parte di esso viaggia a migliaia di chilometri all'ora, entrando in contatto con esso, anche le particelle più piccole, in ogni caso possono essere molto pericolose. I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder hanno preso spunto da un romanzo di fantascienza con la loro recente proposta che cerca di risolvere questo complicato problema. Hanno descritto un tipo di raggio traente che può spingere o tirare un oggetto senza toccarlo fisicamente. Potrebbe non essere potente o veloce quanto il raggio traente dell'astronave Enterprise, ma ehi, devi pur iniziare da qualche parte.

La tecnologia alla base di questa innovazione non è sofisticata come i raggi gravitazionali della fantascienza, ma si basa piuttosto su un cannone ionico in grado di generare correnti rapide di ioni argon. Far esplodere un pezzo di spazzatura spaziale con questo flusso ionico lo doterà di una carica negativa, rendendo allo stesso tempo il veicolo con la pistola ionica più carico positivamente. Queste cariche diverse faranno sì che gli oggetti si muovano l'uno verso l'altro nel tempo sfruttando essenzialmente lo stesso effetto elettrostatico che si verifica quando si strofina un palloncino sulla testa.

Le condizioni nello spazio sono ovviamente molto diverse da quelle qui sulla Terra, quindi il team ha dovuto costruire una camera a vuoto che chiamano Laboratorio di carica elettrostatica per le interazioni tra plasma e veicoli spaziali (ECLIPS) per testare i loro metodi. All’interno di ECLIPS possono simulare il gas sottile di elettroni liberi e plasma che circondano il nostro pianeta ad altitudini orbitali. Usando questo ambiente realistico, sono stati in grado di introdurre pezzi di detriti e confermare che la loro pistola a ioni poteva attirarli con l'aspettativa che lo stesso effetto sarebbe stato visto nello spazio.

Si tratterebbe tuttavia di un processo lento. Sulla base dei risultati degli esperimenti condotti in ECLIPS e di una serie di simulazioni al computer, è stato stimato che il raggio traente potrebbe trascinare un satellite del peso di poche tonnellate per circa 200 miglia in un arco di due o tre mesi. Ciò potrebbe non sembrare particolarmente impressionante, ma è sufficiente per liberare in modo sicuro alcuni beni immobili di grande valore per i nuovi satelliti. È anche importante notare che uno di questi raccoglitori di rifiuti potrebbe essere riutilizzato molte volte, ripulendo infine ampie aree del cielo.

Ma le simulazioni e i banchi di prova non sono del tutto realtà, quindi il team ha ancora molto lavoro da fare prima che il raggio traente possa essere dispiegato nel mondo reale. Per prima cosa, i detriti spesso cadono all’impazzata nella sua orbita, il che renderebbe difficile l’aggancio. I ricercatori ritengono che il raggio traente potrebbe essere utilizzato per stabilizzare questi oggetti prima di trascinarli dentro, il che potrebbe risolvere questo problema, ma questo deve ancora essere testato. Ci sono anche molte domande a cui non è ancora stata data risposta riguardo al dispiegamento di questi raggi traenti e a cosa fare con la spazzatura catturata. Ma con un po’ più di lavoro, lo spazio attorno alla Terra potrebbe diventare in futuro un luogo più accogliente per i satelliti e altri veicoli spaziali.