Un raggio per pulire l’orbita dai detriti spaziali

Nei grandi classici della fantascienza, il "raggio traente" è uno degli espedienti narrativi più efficaci: un fascio invisibile che immobilizza l'astronave e la trascina lentamente verso il nemico. Per decenni è rimasto confinato sullo schermo. Oggi, però, quel concetto sta prendendo una forma concreta nei laboratori di ingegneria aerospaziale. Un gruppo di ricercatori sta lavorando a una tecnologia chiamata "trattore elettrostatico", una sorta di raggio traente reale che non catturerebbe veicoli spaziali in fuga, ma avrebbe uno scopo molto più pragmatico: rimuovere in sicurezza i detriti spaziali dall'orbita terrestre. Il sistema sfrutterebbe l'attrazione elettrostatica tra corpi carichi per spostare satelliti fuori uso senza alcun contatto fisico.. Un problema urgente. La necessità è tutt'altro che teorica. Con la rapida espansione dell'industria spaziale commerciale, il numero di satelliti in orbita è destinato a crescere in modo significativo. Molti di questi, una volta terminata la loro vita operativa, rischiano di trasformare lo spazio attorno alla Terra in una vera e propria discarica orbitale. Le conseguenze vanno dal pericolo di collisioni con satelliti attivi, alla caduta incontrollata di frammenti, fino all'inquinamento dell'atmosfera e alla perdita di qualità delle osservazioni astronomiche. Secondo gli esperti, se il fenomeno non verrà contenuto, potrebbe persino rallentare lo sviluppo dell'esplorazione spaziale. Il concetto del trattore elettrostatico nasce da un evento ben preciso. Nel 2009, la collisione tra il satellite commerciale Iridium 33 e il vecchio satellite militare russo Kosmos 2251 generò oltre 1.800 frammenti di detriti. Fu allora che Hanspeter Schaub, professore di ingegneria aerospaziale all'Università del Colorado Boulder, iniziò a chiedersi come prevenire disastri simili. La risposta arrivò da un principio fisico elementare: l'attrazione tra cariche elettriche opposte.. Come funziona il trattore elettrostatico. Il sistema prevede l'uso di un veicolo spaziale di servizio, dotato di un cannone elettronico. Questo strumento emetterebbe elettroni verso il satellite dismesso, conferendogli una carica negativa, mentre il veicolo spaziale rimarrebbe caricato positivamente. L'attrazione elettrostatica risultante consentirebbe ai due oggetti di restare "legati" a distanza, separati da circa 20–30 metri di spazio vuoto, evitando qualsiasi rischio di collisione. Una volta stabilita questa connessione invisibile, il veicolo di servizio potrebbe lentamente trascinare il satellite fuori uso verso un'orbita cimitero, una regione più lontana dalla Terra dove gli oggetti dismessi possono rimanere senza rappresentare un pericolo.. Liberare l'orbita geostazionaria. L'applicazione principale del trattore elettrostatico sarebbe l'orbita geostazionaria (GEO), una fascia particolarmente preziosa perché permette ai satelliti di restare fermi rispetto a un punto della superficie terrestre. Liberare spazio in questa regione significherebbe garantire nuove opportunità per i satelliti attivi, senza aumentare il rischio di incidenti. A differenza dei raggi traenti cinematografici, quello elettrostatico agirebbe con estrema gradualità. Le forze in gioco sono deboli e, per motivi di sicurezza, il movimento dovrebbe essere molto lento. Spostare un singolo satellite dalla GEO potrebbe richiedere anche più di un mese. È questa la principale differenza tra fantasia e realtà, spiegano i ricercatori.. Perché evitare il contatto. Il grande vantaggio del trattore elettrostatico rispetto ad altre soluzioni proposte — come arpioni, reti o sistemi di aggancio — è l'assenza di contatto. I satelliti dismessi possono essere grandi quanto uno scuolabus e ruotare rapidamente: toccarli potrebbe frammentarli ulteriormente, aggravando il problema dei detriti invece di risolverlo. Anche altre tecniche senza contatto, come l'uso di magneti, presentano limiti significativi in termini di costi e interferenze operative.. I limiti: numeri e costi. Nonostante il suo potenziale, il trattore elettrostatico non è una soluzione universale. Con oltre 550 satelliti già presenti in orbita geostazionaria — numero destinato a crescere — un singolo veicolo non riuscirebbe a intervenire su tutti in tempi ragionevoli. Inoltre, la tecnologia non sarebbe adatta alla rimozione di piccoli frammenti di detriti. Anche il costo rappresenta un ostacolo importante: una missione completa potrebbe richiedere decine di milioni di dollari, soprattutto per la costruzione e il lancio del veicolo di servizio. Tuttavia, una volta operativo, il sistema sarebbe relativamente economico da gestire.. test e finanziamenti. Al momento, il team della CU Boulder sta conducendo esperimenti in una speciale camera a vuoto nel laboratorio ECLIPS, progettata per simulare le interazioni elettrostatiche tra veicoli spaziali. Si tratta di test su scala ridotta, ma fondamentali per validare il concetto. Il passo decisivo, però, resta l'ottenimento dei finanziamenti per una prima missione sperimentale nello spazio: la tecnologia è promettente, anche se ancora lontana dalla maturità operativa. Le sfide ingegneristiche non mancano, ma il principio fisico è solido. Anche se non dovesse tradursi in un sistema commerciale completo, questa ricerca potrebbe aprire la strada a soluzioni future più avanzate..