Nei prossimi dieci anni, un milione e mezzo di satelliti potrebbe volare in orbita bassa, con il rischio di innescare una collisione a catena fatale. Nel frattempo, il diritto internazionale latita.
Per la maggior parte della mia vita professionale, quando mi chiedevano quanti satelliti orbitassero attorno alla Terra rispondevo sempre allo stesso modo: “Circa 4500, di cui 1500 attivi”. E, grosso modo, sapevo che era sempre la cifra giusta.
Le cose hanno cominciato a cambiare dalla fine dello scorso decennio, quando SpaceX ha cominciato a realizzare Starlink, la mega-costellazione di satelliti in orbita bassa che fornisce una copertura globale di internet ad alta velocità. Il numero di satelliti in orbita attorno alla Terra, soprattutto sulle orbite usate da Starlink, cioè tra 480 e 550 km di altitudine, da allora è cresciuto sempre più rapidamente. Il 17 marzo scorso Starlink ha superato la soglia dei diecimila satelliti attivi nella sua costellazione (10.020, per la precisione).
SpaceX ha chiesto l’autorizzazione per lanciarne fino a 42.000, e al ritmo di crescita attuale ci arriverà tra pochi anni. Ma nel frattempo il suo successo (in particolare dal punto di vista militare: il suo utilizzo sui sempre più numerosi campi di battaglia è diventato ormai indispensabile) ha stimolato altre aziende private e enti istituzionali a cercare di recuperare il terreno perduto, realizzando altre costellazioni di migliaia di satelliti.
Starlink ha aumentato enormemente il bisogno di lanci, che SpaceX ha coperto con il suo razzo Falcon 9, potente e affidabile, arrivando a una frequenza di lancio mai vista prima (lo scorso anno hanno eseguito oltre 160 lanci, circa tre a settimana). Grazie alle economie di scala, il gran numero di lanci ha permesso di ridurre significativamente i costi del Falcon 9, e questo ha aperto le porte non solo alla corsa dei competitori a costruire reti di satelliti, ma anche a progettare altre mega-costellazioni per impieghi sempre nuovi. Lo stesso Elon Musk ha recentemente annunciato un nuovo progetto, la costruzione di centri di calcolo (i famosi data centre) nello spazio, dove possono approfittare di energia solare gratuita e soprattutto continua. Per ovviare al problema del raffreddamento (i processori moderni per calcolo avanzato non solo consumano molta energia ma si riscaldano moltissimo, per cui i satelliti devono essere forniti di radiatori molto grandi), la soluzione di Musk è quella di costruire i data centre spaziali come una rete distribuita di piccoli satelliti, collegati tra loro e con la Terra da sistemi di comunicazione ottica, basati cioè su trasmissioni tramite raggi laser. In tal modo il singolo satellite ha una capacità di calcolo limitata, ma produce anche meno calore e può usare radiatori di dimensioni ridotte. Il problema è che Musk, per raggiungere una potenza di calcolo complessiva adeguata, intende realizzare una costellazione di un milione di satelliti.
Tra sistemi spaziali di comunicazioni, data centre o altre applicazioni, in questi ultimi mesi gli annunci di nuove mega-costellazioni si susseguono quasi a ritmo quotidiano: la Cina ad esempio sta costruendo due costellazioni di 13.000 e 15.000 satelliti per comunicazioni, e una più piccola per l’elaborazione di dati nello spazio. Inoltre ha recentemente annunciato due future costellazioni di circa centomila satelliti ciascuna. Amazon sta costruendo Kuiper, una mega-costellazione di 7500 satelliti, mentre Blue Origin, altra azienda di Jeff Bezos, ha annunciato Terawave, una costellazione per telecomunicazioni di 5280 satelliti, e una costellazione di data centre, Sunrise, che arriverà a 51.600 satelliti. Anche un’altra azienda statunitense, Starcloud, pianifica una costellazione di 88.000 satelliti per lo stesso scopo. E naturalmente anche Google sta lavorando a un progetto di data centre spaziale, Suncatcher, anche se per ora si tratta solo di provarne la fattibilità, per cui il numero di satelliti pianificato è molto piccolo.
“Musk, per raggiungere una potenza di calcolo complessiva adeguata, intende realizzare una costellazione di un milione di satelliti”.
E queste sono solo alcune delle iniziative annunciate o in preparazione. Poi ci sono quelle militari, che sono difficili da stimare, ma che sicuramente contribuiranno all’affollamento delle orbite basse con decine di migliaia di satelliti. Infine non mancano le idee balzane, come quella di Reflect Orbital, azienda americana che vuole lanciare fino a 250.000 satelliti equipaggiati con grandi specchi, da orientare a comando per riflettere la luce solare verso la Terra e illuminare così a giorno ogni punto a piacere della sua superficie.
Sommando tutte queste iniziative si fa presto a ipotizzare, diciamo entro una decina d’anni, un numero totale di satelliti in orbita bassa che si aggirerà attorno al milione e mezzo. Mille volte il numero di satelliti in orbita fino a pochi anni fa! I fautori di questa esplosione del numero di satelliti elencano i benefici delle future infrastrutture spaziali: connessioni internet ad alta velocità in qualsiasi punto della superficie terrestre, deserti e oceani compresi; eliminazione dell’impatto ambientale dei data centre, che in questi anni stanno crescendo ovunque sulla Terra con consumi spaventosi di energia e di acqua per il raffreddamento; vantaggi militari per il controllo di droni e le comunicazioni con i soldati sul campo di battaglia; e naturalmente grandi opportunità di affari e guadagni. Insomma tutti contenti: cittadini, aziende, politici e militari.
Ma la realizzazione di queste mega-costellazioni è gravida di conseguenze anche negative. Prima di tutto: c’è davvero posto a sufficienza per così tanti satelliti attorno alla Terra? A prima vista la risposta sembra ovvia: lo spazio che circonda il nostro pianeta è enorme, cosa saranno mai un milione e mezzo di scatoloni di metallo grandi quanto un’automobile ? Ma bisogna intanto considerare che la regione di spazio di maggior interesse, le cosiddette orbite basse, tipicamente tra i 400 e i 2000 km di altitudine, è solo un sottile guscio attorno al nostro pianeta. Poi i satelliti non stanno fermi e buoni nell’angolino a loro assegnato, ma viaggiano alla velocità di quasi 30.000 km/h, e devono spesso schivare gli altri satelliti e i milioni di piccoli detriti che nel corso degli anni abbiamo lasciato nella stessa regione orbitale. Una collisione tra satelliti o con un detrito è potenzialmente catastrofica: il satellite si disintegra in una nuvola di nuovi detriti, con il rischio di causare un effetto a catena (la cosiddetta sindrome di Kessler). Già lo scorso anno, con meno di diecimila satelliti in volo, SpaceX ha dichiarato di aver eseguito con i suoi satelliti ben trecentomila manovre per evitare collisioni con altri satelliti. Immaginiamo cosa vorrebbe dire gestire il traffico satellitare se in orbita invece di diecimila ce ne fossero milioni. È difficile stabilire quale sia il numero massimo di satelliti che si possono gestire in modo sicuro. È un limite dinamico stimabile solo attraverso complessi modelli matematici. Ci sono studi che lo collocano addirittura a una dozzina di milioni di satelliti, ma il parere della gran parte degli esperti è che si possa arrivare al massimo a qualche centinaio di migliaia, prima che la probabilità di una catastrofica catena di collisioni diventi troppo alta. Un tale evento non solo distruggerebbe l’infrastruttura spaziale esistente, riportando indietro di mezzo secolo la nostra civiltà tecnologica, ma renderebbe anche lo spazio attorno alla Terra inutilizzabile per qualche secolo.
Un altro problema è il numero enorme di lanci necessari per mettere in orbita i satelliti. Non solo bisogna mettere in orbita un milione e mezzo di satelliti all’inizio, ma anche sostituire continuamente quelli guasti, quelli che arrivano a fine vita, o diventano obsoleti (si pensi alla rapida evoluzione tecnologica dei processori nei data centre). Se supponiamo di avere razzi in grado di lanciare cinquanta satelliti alla volta (si stima che il razzo Starship di SpaceX, non ancora operativo, sarà in grado di farlo), per mettere in orbita inizialmente un milione e mezzo di satelliti servirebbero comunque trentamila lanci! E assumendo una vita media di cinque anni per ogni satellite, per mantenere le costellazioni bisognerebbe eseguire altri seimila lanci ogni anno. Per dare un’idea dell’enormità di questi numeri, si pensi che lo scorso anno in tutto il mondo sono stati eseguiti 324 lanci, e già ci sono state conseguenze importanti, come l’interferenza con il traffico aereo. Un recente rapporto ha calcolato che una quarantina di lanci in un anno del razzo Starship, tra partenza e rientro dei due stadi influenzerebbe fino a 23.000 voli, causando a ciascuno ritardi da 40 a 120 minuti e coinvolgendo 2,3 milioni di passeggeri, con costi fino a 350 milioni di dollari. È facile immaginare quale sarebbe l’impatto sul traffico aereo di seimila lanci di Starship all’anno. I razzi oltretutto inquinano: un lancio di Starship genera 76.000 tonnellate equivalenti di CO2, che moltiplicate per seimila fanno quasi cinquecento milioni di tonnellate di CO2 all’anno, oltre tre volte quanto immesso nell’atmosfera nello stesso periodo da tutto il traffico stradale della Germania. Per non parlare dei pezzi di razzi, sganciati durante il volo una volta esaurito il propellente, o generati da esplosioni accidentali, che precipitano sulla Terra poco dopo un lancio. Gli incidenti causati da questa pioggia di detriti sono ancora poco frequenti, ma aumentano proporzionalmente al numero di lanci.
“Un milione e mezzo di satelliti in orbita comporterebbe la fine dell’astronomia da Terra”.
Un altro problema di inquinamento è causato dai satelliti stessi. Quando un satellite smette di funzionare, il sistema migliore per ritirarlo è quello di farlo rientrare nell’atmosfera: con la sua enorme velocità, il satellite si disintegra per attrito con l’aria. Solo che in questo modo lascia una scia di polveri metalliche altamente inquinanti negli strati alti dell’atmosfera. Seimila satelliti che rientrano annualmente immetterebbero nell’atmosfera diecimila tonnellate di polveri metalliche. Sono quantità piccole in confronto agli agenti inquinanti che le nostre industrie producono ogni anno, ma il problema è che le polveri verrebbero rilasciate direttamente negli strati più sensibili della nostra atmosfera, come quello dell’ozono.
Infine c’è anche l’impatto che il gran numero di satelliti in volo sta avendo sull’astronomia. Già oggi i telescopi terrestri devono fare il conto con le strisce luminose lasciate nelle foto dai satelliti Starlink. Un milione e mezzo di satelliti in orbita comporterebbe la fine dell’astronomia da Terra. Anche peggio accadrebbe ai radiotelescopi accecati dalle trasmissioni radio dei satelliti. E l’interferenza radio creerebbe comunque problemi ad altri settori spaziali, sia scientifici sia applicativi.
Insomma, anche se verosimilmente molti di questi annunci e piani faraonici si sgonfieranno presto a confronto con la dura realtà delle difficoltà tecnologiche e dei costi ancora troppo alti, il rapido sviluppo delle costellazioni di satelliti, spinto da interessi commerciali e strategici, potrebbe comunque portare a conseguenze molto gravi per la vita di tutti. E questo processo sfugge a qualsiasi controllo legislativo. Il diritto spaziale è poco sviluppato, anche perché va necessariamente regolato a livello internazionale. I pochi trattati per il controllo delle attività spaziali, redatti dall’ONU nel secolo scorso, sono troppo generici, fortemente da rivedere alla luce della situazione attuale, e comunque ignorati dalla maggior parte dei Paesi. Fondamentalmente, a parte un paio di regole accettate sulla registrazione dei satelliti lanciati, sulla responsabilità nel caso di incidenti che causino danni a terzi, e sull’assegnazione delle frequenze radio, nello spazio chiunque è libero di fare quello che vuole. Non ci sono limiti, e l’unica regola è quella del “primo arrivato, primo servito”, il che contribuisce ad accelerare la competizione.
Lo sviluppo dell’infrastruttura spaziale degli ultimi decenni ha cambiato radicalmente, in meglio, la nostra vita. Oggi ci è difficile immaginare una vita senza le comunicazioni, la navigazione, la meteorologia satellitare. E la commercializzazione dello spazio a cui assistiamo in questi anni promette nuove applicazioni, nuovi servizi e grandi opportunità per tutti. Ma questo processo è alimentato prevalentemente da interessi legati al profitto, o da quelli strategici e militari, e in quanto tale è alto il rischio che ci sfugga di mano.
In assenza di una legislazione adeguata, è ora che noi cittadini prendiamo coscienza dei problemi legati allo sviluppo incontrollato delle imprese spaziali. Con una maggiore informazione e sensibilizzazione possiamo esercitare grande pressione, a partire dai politici che votiamo o dalle imprese da cui acquistiamo, o meno, prodotti e servizi, perché lo sviluppo dell’infrastruttura spaziale sia controllato e sostenibile. Non è ancora troppo tardi per tornare alla ragione.
