Satelliti in abbondanza: un Santo Graal

Satelliti in abbondanza: un Santo Graal
Satelliti in abbondanza: un Santo Graal
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A metà maggio 2024 erano stati lanciati 17.000 satelliti e di questi 9.000 erano ancora attivi. Non è finita qui: l’aumento della popolazione orbitale segue da diversi anni una curva esponenziale… Prevediamo quindi una cifra di 100.000 satelliti in orbita entro la fine di questo decennio! Chiaramente, stiamo assistendo a un cambiamento di paradigma a livello spaziale e questo implica porci alcune domande, in particolare riguardo alle ragioni e agli impatti di questa crescita senza precedenti.

Allora a cosa serviranno queste migliaia di satelliti? La maggior parte dei progetti riguardano le comunicazioni. L’utilizzo di un satellite per comunicare non è una novità, ma questo strumento veniva utilizzato raramente. Questi satelliti infatti erano in orbita geostazionaria: c’è un lato pratico nel puntamento perché il satellite è sempre nello stesso posto nel cielo, visto da un posto sulla Terra, ma la distanza (36.000 km di altitudine) introduceva un ritardo nella risposta (circa un quarto di secondo andata e ritorno) il che non è molto piacevole.

I nuovi satelliti sono molto più vicini alla Terra, a poche centinaia di chilometri di distanza. Vantaggi: il ritardo nel viaggio è praticamente impercettibile. Problema: poiché un satellite in orbita bassa compie un giro intorno alla Terra in 1 ora e 30 minuti, trascorre solo pochi minuti sopra una determinata posizione. Sono quindi necessari diversi satelliti per garantire comunicazioni permanenti. E quando diciamo diversi, non intendiamo due o tre… Stiamo parlando di megacostellazioni di centinaia, addirittura migliaia di satelliti, da qui l’attuale frenesia di lancio. Inoltre, ci sono diversi progetti in competizione, tra cui i più noti – ma non gli unici! – sono Starlink di Space-X (12.000 satelliti autorizzati, 42.000 proposti), Kuiper di Amazon (più di 3.200) e OneWeb di Eutelsat (circa 600).


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Applicazioni militari

Prima di lanciare così tanti oggetti, ci si potrebbe chiedere chi avrà bisogno di tali infrastrutture… Molti paesi, come la Francia o il Giappone, dispongono di ottime strutture terrestri per le comunicazioni: per loro non c’è bisogno di satelliti. Inoltre, la velocità offerta da questi satelliti è molto inferiore a quella che può offrire una connessione in fibra (che è anche meno costosa per l’utente) o anche dal mobile in 5G: la scelta è quindi presto fatta.

D’altra parte, possiamo identificare tre gruppi potenzialmente interessati. Innanzitutto le comunità isolate, lontane dalle grandi città. Pensiamo, ad esempio, ai villaggi dell’Himalaya o alle truppe beduine del Sahara. I grandi nomi di queste megacostellazioni non si sbagliano e ovviamente vantano l’accesso ovunque e per tutti… Ma bisogna precisare: queste comunità isolate non sempre hanno i mezzi per pagare questa Internet via satellite! Più ricche di risorse, le compagnie di navigazione sono un obiettivo privilegiato: le loro barche solcano i mari, dove possiamo dimenticare la connessione tramite fibra o rete GSM, ovviamente – il satellite costituisce qui una soluzione ovvia. Ancora meglio: i militari. Durante il funzionamento, ovviamente, vogliono poter comunicare senza problemi ovunque, in qualsiasi momento, in qualunque condizione e ad ogni costo! Non per niente il progetto europeo IRIS-2 comprende una componente chiaramente destinata agli eserciti del continente…

D’altra parte, se si tratta di satelliti privati, possiamo avere sorprese, ad esempio quando Elon Musk ha deciso di interrompere le comunicazioni per gli ucraini che si avvicinavano troppo alla Crimea.

Una megacostellazione quindi non è necessariamente utile, ma è almeno redditizia? Starlink ha lanciato due prototipi nel 2018 e il servizio minimo è stato avviato due anni dopo. Per connettersi, per il momento, bisogna ovviamente acquistare un apposito terminale, una sorta di “scatola” Internet: finora venivano venduti in perdita – il prezzo di costo è appena sceso al di sotto del prezzo di vendita… E se la contabilità esatta i dati della società Starlink rimangono segreti, le informazioni che arrivano annunciano un profitto minimo e marginale e solo in determinati mesi. Lo stesso Musk ha annunciato nell’ottobre 2022 una perdita di venti milioni al mese. Siamo lontani dalle previsioni del 2015: due milioni di clienti contro i venti annunciati, 1,4 miliardi di fatturato contro i 12 annunciati. Insomma, a otto anni dal lancio del progetto, la questione della redditività non è ancora stata risolta.

Impatto a tutti i livelli

Popolare l’orbita bassa in questo modo non è senza conseguenze. Nella maggior parte dei casi se ne menzionano due: l’inquinamento del cielo notturno e le collisioni. Per prima cosa, se avete avuto la “fortuna” di vedere passare un “treno” Starlink nel cielo, difficilmente dimenticherete questa brillante cicatrice punteggiata che deturpa la volta celeste…

Possiamo pensare anche a BlueWalker 3, luminoso come le stelle più luminose del cielo, ma è ancora solo un “piccolo” prototipo della futura costellazione “BlueBirds” di AST SpaceMobile.

In breve, non c’è da stupirsi che gli astronomi e tutti i gruppi con tradizioni celesti si strappino i capelli per la disperazione! In termini di rischio di collisione, è matematico: più persone ci sono, maggiore è il rischio di collisione. È un po’ come guidare in autostrada alla massima velocità e dover evitare ogni dieci minuti un altro veicolo proveniente da qualsiasi direzione, anch’egli viaggiante a tutta velocità. Nella prima metà del 2023 gli Starlink hanno dovuto effettuare 25.000 manovre di elusione e questa cifra raddoppia ogni sei mesi. Alla fine, i satelliti passeranno il loro tempo evitandosi a vicenda e, non essendo nulla di perfetto, prima o poi avverrà la collisione con un effetto valanga, che renderà l’area inutilizzabile…

Oltre a questi due problemi ben noti e spesso pubblicizzati, ce n’è un altro di cui si parla meno ma che probabilmente è anche peggiore: l’impatto ecologico. Sono stati condotti pochi studi a questo livello e molti parametri rimangono incerti. Alcune cose però sembrano già chiare. Diamo uno sguardo più da vicino. Innanzitutto c’è la produzione satellitare. Come per qualsiasi oggetto ad alta tecnologia, abbiamo bisogno di numerosi composti elettronici e sappiamo che ciò richiede molti elementi rari, spesso estratti in condizioni difficili e modellati in paesi con una legislazione ambientale debole.

Ma il peggio deve arrivare perché, una volta costruito, il satellite viene lanciato. Il suo impatto dipende quindi dal carburante utilizzato per alimentare il razzo. Esiste la coppia liquida ossigeno-idrogeno, la meno inquinante, ma spesso si utilizzano altri liquidi (kerosene, metano), combustibili solidi complessi, o anche una miscela solido-liquido.

Che questo produce CO2 oppure l’acqua, due gas serra, non è il problema perché la quantità prodotta da tutti i lanci è enormemente inferiore a quella di tutte le altre attività umane. Sottolineiamo tuttavia che, anche se rari, un volo suborbitale corrisponderebbe all’impronta di carbonio di migliaia di voli tra Los Angeles e Londra e che l’impatto ambientale in CO equivalente2 è almeno quindici volte inferiore se utilizziamo la rete classica (da 2 a 4G) rispetto alla comunicazione satellitare.

Inquinamento nell’alta atmosfera

Il grosso problema con i razzi è dove avviene l’inquinamento: nella media e alta atmosfera, a differenza di tutte le altre attività umane, limitate alla bassa atmosfera. E a queste altitudini tutto ciò che atterra resta per diversi anni e si accumula perché è difficile abbandonare la zona. Insomma, ci aspettiamo un riscaldamento della stratosfera, la cui ampiezza dipenderà ovviamente dall’entità della futura attività spaziale… Ciò non implica necessariamente un riscaldamento al suolo, anzi. Inoltre, alcuni progetti di geoingegneria consideravano l’iniezione di particelle di alluminio per raffreddare il pianeta, ma date le incertezze sulle conseguenze furono scoraggiati. Con la versione “mega” delle attività spaziali, abbiamo quindi diritto a un’esperienza di geoingegneria indesiderata, incontrollata e poco compresa…

Una volta nello spazio, è ancora necessario garantire il corretto funzionamento del satellite, cosa che richiede squadre a terra. Anche lì l’impatto c’è, ma meno che per le altre fasi, bisogna ammetterlo. Infine, rimane la fine della vita. O lasciamo il satellite nello spazio, e diventa un peso morto, con componenti magari interessanti ma non riciclabili… e una probabilità diversa da zero di provocare una collisione. Oppure il satellite scende e si disintegra parzialmente nell’atmosfera. Ciò ovviamente limita il rischio di collisione, poiché l’orbita bassa viene così pulita, ma è lungi dall’essere innocuo per l’ambiente.

Ciò che non è vaporizzato durante il rientro generalmente cade nell’oceano: ovviamente va perso per il riciclaggio e non è detto che i pesci apprezzino il bombardamento, potenzialmente dannoso per il loro habitat. Ciò che è stato vaporizzato non è migliore. Nel 2019 si è stimato che ogni giorno ci cadesse addosso mezza tonnellata di materiale tecnologico, una cifra molto piccola se paragonata alle cinquanta tonnellate di materiale interplanetario che arrivano a noi insieme. Negli anni a venire questo resterà poco: 12.000 Starlink in funzione nei cinque anni previsti causeranno due tonnellate di ricadute al giorno. Solo che… non ha affatto la stessa composizione del bombardamento naturale! In particolare, abbiamo un’alta percentuale di alluminio, e abbiamo visto sopra il problema che pone… Qualsiasi inquinamento stratosferico dovrebbe quindi essere evitato il più possibile.

La situazione quindi non appare proprio rosea… Dovremmo allora lanciarci in una grande diatriba antispaziale? Certamente no ! Anche se dimentichiamo gli innegabili vantaggi scientifici dei telescopi e degli altri rover spaziali, i satelliti restano essenziali per il monitoraggio dell’ambiente… Alcuni hanno addirittura contato che 65 dei 169 obiettivi degli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite necessitano dei programmi Galileo e Copernicus. La transizione ecologica quindi non avverrà senza spazio. D’altro canto, si tratterebbe di riflettere attentamente su ciò che lanciamo e di proporre solo ciò che è veramente utile alla comunità umana nel suo insieme… e che peccato per i portafogli e l’ego di certi miliardari!

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