Un sistema robotico dell'ESA per ripulire lo spazio attorno al pianeta

In uno stadio avanzato la progettazione di e. Deorbit _ESA, che  prevede l’utilizzo di  un braccio robotico per catturare satelliti abbandonati.                                                                              

Sarebbe il metodo “ base” per la prima missione di rimozione dei detriti spaziali , a partire dal 2024.

I ministri degli stati membri dell'Agenzia ESA, hanno voluto una 'fase di maturazione' per “e. Deorbit “, favorendo e collaudando lo sviluppo delle varie tecnologie avanzate necessarie a rendere fattibile la missione. Si parte da una guida autonoma avanzata per l'elaborazione d’immagini, insieme a un adeguato meccanismo di cattura.

La missione sarà il primo appuntamento di una grande pulizia, di satelliti dell’ESA

alla deriva , per acquisirli e fissarli in modo sicuro, riuscire a governarli verso la Terra, e avviare una successiva combustione controllata nell'atmosfera terrestre.

Insieme all’utilizzo del braccio del robot con la base foderata, previste anche ulteriori tecnologie di cattura, compreso un arpione .

In ogni caso, la presa del satellite abbandonato dovrebbe essere molto rapida e precisa per evitare a e.Deorbit

e tutto il suo target tecnologico, di subire un rimbalzo.

La missione, in sviluppo attraverso l'iniziativa Space Clean dell'ESA – intende  salvaguardare gli ambienti terrestri e orbitali – e verrà proposta per l'accordo finale al prossimo consiglio dell'ESA, nel 2019. L'industria europea in prima linea nella rimozione attiva dei detriti del mondo, sta portando a termine questi sforzi con l’uso di rimorchiatori polivalenti nello spazio.                                            

Rimozioni detriti spaziali e relativa progettazione
 

Una prima analisi sulla stabilità dell'ambiente corrente, di rifiuti spaziali orbitanti, indipendente delle azioni umane, è stata condotta dalla NASA nel 2009, esaminando anche uno scenario futuro in cui si aggiunge la presenza d’ulteriori oggetti allo spazio (cioè senza lanci, senza rilascio di residui). I risultati, confermati da simulazioni di ESA, dimostrano che il numero di oggetti-detriti sarebbe cresciuto anche in queste condizioni ideali - alle quali si prevede un tasso collisione, una volta ogni 10 anni. E’ indicatore chiaro che la popolazione di oggetti di grandi e massicce dimensioni ha raggiunto una densità critica in Leone e significa che il numero di oggetti grandi e massicci (soprattutto fisicamente intatti) va ridotto.                                                                                                                                     

3300 oggetti ancora intatti nel LEO

L'ambiente LEO corrente contiene circa 3300 oggetti intatti. L'analisi mostra che il SEC (livello inferiore) è costituito da circa 2500 oggetti intatti (cioè lo stato nella metà degli anni 1990) e avrebbe una probabilità del 50% di diminuire la popolazione generale dei detriti. E’ l’obiettivo auspicabile per la bonifica: il numero di oggetti intatti va ridotto, mentre continuano le attività di volo spaziale del mondo - con il collocamento di circa 72 oggetti nell'ambiente LEO all'anno (fattore di media in 8 anni). Limitare la velocità di lancio e l’ulteriore riduzione della durata consentita (due opzioni per ridurre il numero di oggetti intatti) non possono essere elaborati e non sarebbero modalità molto efficienti. L'unica possibilità è di rimuovere attivamente grandi oggetti in orbita, con diversi vantaggi:

•      oggetti più critici possono essere rimossi prima dall'ambiente
• oggetti dismessi  si possono anche rimuovere
• Il “deorbita controllato” può essere eseguito (rimozione di grandi bersagli generalmente più critici in termini di rischio a terra)

Studi della NASA e dell’ESA con sequenze programmate di rimozioni e per l’indirizzo previsto in base alle masse, prevedono che l'ambiente possa essere stabilizzato quando 10 oggetti all'anno vengono rimossi dal LEO. La rimozione attiva per essere più efficiente in termini di numero di collisioni impedite contro gli oggetti rimossi, deve applicare questi principi per la selezione degli obiettivi di rimozione:

• gli oggetti selezionati devono avere una massa elevata (hanno il maggiore impatto ambientale in caso di collisione)
• dovrebbero avere alta probabilità di collisione, essendo in regioni densamente popolate
• dovrebbe operarsi in alta quota, dove la durata orbitale dei frammenti risultanti da possibili collisioni è prevedibilmente lunga

Le simulazioni ambientali a lungo termine utilizzate per analizzare le regioni orbitali maggiormente coinvolte per le collisioni fanno registrare che la regione più densamente popolata di LEO è a circa a 800-1000 km di altitudine e alle alte inclinazioni. I punti caldi delle collisioni  si possono classificare in base al numero di collisioni previste che si possano verificare come scenario usuale.

La concentrazione di oggetti critici in strette bande orbitali offre il vantaggio che le missioni di rimozione si possono progettare per un tipo di orbita e poi ripetutamente lanciate per eseguire la loro ripulitura. Ulteriore criterio sarebbe il numero di oggetti di un tipo contenuti in ciascuna delle regioni critiche.

Gli obiettivi di rimozione saranno selezionati con prospettiva globale, fatti salvi i vincoli legali con la proprietà di detriti spaziali e, la convalida della stessa, fattore da non trascurare. La tecnologia di rimozione deve essere generica, vale a dire applicabile a una vasta gamma di obiettivi di rimozione che possono includere anche oggetti non ESA, ma particolare attenzione va data ai contratti aziendali, obbligatori per i proprietari dell'oggetto. Per contrastare la crescita esponenziale dei detriti spaziali, come effetto di mitigazione e di rimozione attiva, sono più efficaci se applicati appena possibile. Quanto più il numero di oggetti intatti e critici nell'ambiente deviano da un livello sostenibile, più oggetti dovranno essere rimossi per sopprimere ogni ulteriore crescita e i suoi effetti moltiplicatori. 
Studi dell'ESA dimostrano che le azioni di rimozione continueranno a partire nel 2060 e avranno solo il 75% di effetto benefico rispetto ad un inizio immediato.