Il sorvolo più rischioso dell'ESA

Il 27 novembre, dopo un anno e otto mesi di volo attraverso il sistema solare interno, Solar Orbiter rientrerà alla base per "scaricare" un po' di energia in eccesso, consentendo alla sonda di allinearsi per i suoi prossimi sei sorvoli di Venere. Queste fionde gravitazionali finali affineranno e inclineranno l'orbita di Solar Orbiter, consentendo così alla sonda protetta dal calore di acquisire le prime immagini dirette dei poli della nostra stella e molto altro ancora.

Durante il prossimo sorvolo, Solar Orbiter passerà a soli 460 km dalla superficie terrestre al suo massimo avvicinamento, circa 30 chilometri al di sopra del percorso della Stazione Spaziale Internazionale. Viaggerà due volte attraverso l'anello geostazionario a 36.000 chilometri dalla superficie terrestre e anche attraverso l'orbita terrestre bassa, al di sotto dei 2.000 chilometri, due regioni disseminate di detriti spaziali.

Qual è il livello di rischio? Tutto è relativo

Prima di preoccuparci troppo, iniziamo sottolineando che la possibilità che Solar Orbiter venga colpito da detriti è estremamente ridotta. Le missioni di osservazione della Terra trascorrono un'intera vita nell'orbita terrestre bassa, la regione dello spazio a più alta densità di detriti, eseguendo "manovre di prevenzione delle collisioni" alcune volte all'anno, mentre Solar Orbiter stazionerà solo pochi minuti in quella zona dirigendosi verso il massimo avvicinamento per poi ripartire verso Venere.

Per quanto ridotto sia il rischio, le collisioni con detriti a basse altitudini terrestri accadono. Nel 2016, un pannello solare installato sulla sonda spaziale Sentinel-1A dell'ESA è stato colpito da una particella che si ritiene abbia una dimensione inferiore a cinque millimetri. Indipendentemente dalle dimensioni, la sua elevata velocità relativa è riuscita a danneggiare un'area di 40 cm di diametro, comportando una piccola riduzione della potenza di bordo e lievi modifiche all'orientamento e all'orbita del satellite. Centinaia di milioni di particelle di detriti di queste dimensioni sono attualmente in orbita.

Hubble, il telescopio spaziale della NASA e dell'ESA, ha trascorso 31 anni in orbita terrestre ad un'altitudine di circa 547 chilometri. In quel lasso di tempo, ha visto i cieli riempirsi di satelliti e detriti e ne ha subìto l'impatto, poiché i suoi stessi pannelli solari sono stati bombardati e danneggiati da piccole particelle di detriti.

Anche se il rischio per Solar Orbiter durante il suo imminente sorvolo della Terra è ridotto, non può essere considerato del tutto nullo. Non ha affrontato questo rischio quando è passato nei pressi di Venere, né lo Space Debris Office dell'ESA ha dovuto eseguire un'analisi del rischio di collisione quando BepiColombo ha recentemente sorvolato Mercurio, ne quando Cassini-Huygens lo ha fatto con Giove.

Anche i passati sorvoli della Terra, ad esempio Cassini/Huygens nel 1999, Rosetta nel 2005/2007/2009 e Juno nel 2013, sono stati meno pericolosi in quanto c'erano meno satelliti, meno detriti e nessuna "mega costellazione" in orbita. Un sorvolo della Terra oggi, sebbene sia ancora sicuro, è più rischioso di quanto accadeva in passato.

Prevenzione delle collisioni interplanetarie

Circa sette-dieci giorni prima del sorvolo, lo Space Debris Office dell'ESA inizierà a eseguire valutazioni del rischio basate sulla traiettoria di Solar Orbiter e sulla posizione prevista degli oggetti classificati in orbita attorno alla Terra, al fine di indicare una probabilità di collisione per alcuni specifici avvicinamenti ravvicinati.

In questi casi, all'inizio l'incertezza è alta, ma si riduce man mano che le orbite degli oggetti evolvono. Man mano che si avvicina il momento della minima distnaza, i nostri dati di osservazione migliorano, riducendo le incertezze sulla posizione degli oggetti coinvolti. Come accade quasi sempre, più conosciamo la posizione di due oggetti, più abbiamo la certezza che si possano avvicinare in sicurezza.

A volte, tuttavia, con il passare del tempo e un avvicinamento ravvicinato, la possibilità di collisione aumenta. Per ciascuna delle missioni Sentinel in orbita terrestre, viene eseguita una manovra di prevenzione delle collisioni circa una volta ogni cinque-sei mesi quando la "distanza" con un altro oggetto è considerata troppo rischiosa.

Per Solar Orbiter, nell'improbabile caso in cui sia necessaria una manovra per evitare un potenziale impatto, la decisione verrebbe presa giovedì 25 novembre, due giorni prima dell'avvicinamento. In tal caso la manovra di riduzione del rischio verrebbe eseguita venerdì 26 novembre, circa sei ore prima dell'avvicinamento ravvicinato.

Tutto chiaro?

Una volta che Solar Orbiter esce dall'orbita terrestre bassa e passa sopra l'orbita geostazionaria, è fuori dalla zona di rischio. Ciò avverrà circa un'ora dopo la sua distanza minima dalla Terra.

La sonda si allontanerà per l'ultima volta dalla Terra, volando con un'energia sempre leggermente inferiore a quella con cui è arrivata, ed il team di controllo missione non dovrà mai più preoccuparsi dei detriti spaziali. Per le missioni ancora in orbita e per quelle ancora da lanciare, la situazione nello spazio si fa sempre più preoccupante.

Dopo decenni di lanci, senza pensare a cosa ne sarebbe stato dei satelliti alla fine della loro vita utile, il nostro ambiente spaziale è stato disseminato di detriti spaziali. Mentre Solar Orbiter sfreccia, passando solo momentaneamente attraverso le autostrade orbitali della Terra, dobbiamo tenere conto del fatto che il problema dei detriti spaziali è specifico della Terra, poiché siamo stati noi ad averlo creato e quindi noi dobbiamo risolverlo.

Scopri come l'ESA sta lavorando per prevenire la creazione di ulteriori detriti e rimuovere quelli già presenti là fuori.