Crediti: ESA/NASA
Vi sarà capitato di vedere uno di quegli splendidi filmati in timelapse o una delle migliaia di foto della Terra vista dalla Stazione Spaziale Internazionale ISS. Negli ultimi anni, tali scatti vengono fatti dall’interno della Cupola, un modulo ricco di finestre che consente agli astronauti una visione a 360 gradi. Quest’ampia visuale viene sfruttata in molteplici modi: dalle attività con il braccio robotico alle EVA (le Attività Extra-Veicolari), dall’osservazione della Terra al relax nelle ore di libertà. Costruita in Italia da Thales Alenia Space, la Cupola è stata montata in orbita nel 2010. Di base esagonale, è dotata di sei finestrini trapezoidali sui lati e di un finestrino circolare da 80 cm di diametro (il più grande di sempre, nello spazio) sulla sommità.
Perché ne parliamo? Perché lo scorso mese di aprile l’astronauta britannico Tim Peake, dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), ingegnere di volo della missione Expedition 47, ha scattato una foto a una piccola scheggiatura su uno dei sei vetri laterali. L’immagine, diffusa pochi giorni fa sul sito dell’ESA, mostra una scalfitura di circa 7 mm, probabilmente causata da un frammento di vernice o un corpuscolo metallico di pochi millesimi di millimetro. Un oggetto minuscolo, ma abbastanza grande da causare un danno visibile.
Un danno che però, fortunatamente, non rappresenta un pericolo per la sicurezza dell’equipaggio a bordo. Al contrario di quanto si possa pensare, infatti, la Cupola non è affatto il modulo più delicato e vulnerabile della ISS, anzi. Intanto, il telaio – 1.6 tonnellate, 3 metri di diametro e 1.5 metri di altezza – è forgiato in un singolo pezzo di alluminio, caratteristica che gli conferisce un’elevata robustezza strutturale. Ogni pannello è poi dotato di una specie di coperchio chiudibile dall’interno grazie ad una speciale manopola, in modo da avere una maggiore protezione dagli urti di detriti spaziali e dalle radiazioni solari nei momenti in cui Cupola non è utilizzata. Tali “tappi” aiutano inoltre a mantenere l’equilibrio termico della Stazione. Insomma, sono estremamente utili.
È proprio un peccato che la Cupola fosse “stappata”, al momento dell’impatto. Fortuna però che tutti i finestrini siano realizzati con un vetro al quarzo borosilicato di alta qualità e siano composti a strati: una lastra di vetro al quarzo a tenuta d’aria spessa 2,5 cm; un’altra uguale, più esterna e ridondante (ovvero utile a fare le veci della prima, in caso di necessità); infine due pannelli antigraffio, uno all’esterno e uno all’interno, per proteggere il vetro a tenuta d’aria da urti provenienti sia da fuori che da dentro la Stazione. I pannelli hanno una vita operativa prevista di dieci anni, e sia l’intero finestrino che i singoli componenti sono sostituibili, anche se potrebbe essere necessario lavorare dall’esterno. Il danno del mese scorso è piccolo e localizzato sulla lastra di vetro antigraffio più esterna. Ecco perché al momento non si prevede di sostituire il pannello danneggiato.
«Mi chiedono spesso se la ISS venga mai colpita da detriti spaziali. Certo che sì! Questa è la scheggiatura subita da una delle finestre della nostra Cupola», ha dichiarato Tim Peake al momento della diffusione della foto. «Sono felice di poter contare su quattro strati protettivi”. In realtà, col passare del tempo, la necessità di un intervento di manutenzione straordinaria si farà via via più impellente a causa dell’accumularsi degli impatti. Stiamo infatti parlando del più recente di una lunga e ininterrotta serie di impatti che interessa tutta la superficie della ISS. Ed ecco il vero motivo del nostro interesse: la foto è una chiara testimonianza del crescente rischio rappresentato dalla “spazzatura spaziale”».
Spazzatura spaziale è il nome dato alle nubi di frammenti di vernice e metallo di varie dimensioni (dalle viti ad interi stadi missilistici) lasciate in orbita, decennio dopo decennio, lancio dopo lancio. Tali oggetti viaggiano a velocità relative dell’ordine delle decine di migliaia di chilometri all’ora, ed è a causa della loro elevatissima energia cinetica che il danno provocato da un frammento minuscolo può non essere trascurabile. Proprio perché ben consapevoli del potenziale distruttivo di tali impatti, i progettisti della Stazione Spaziale Internazionale hanno avvolto i moduli in una specie di giubbotto antiproiettile in tessuto speciale multistrato (detto MMOD), decisamente più efficace di uno scudo metallico. Ma questo tessuto è efficace solo per oggetti di dimensioni molto piccole. Detriti con un diametro superiore al centimetro possiedono infatti un’energia sufficiente a penetrare i moduli della ISS. Se il diametro dovesse poi superare i dieci centimetri, i frammenti potrebbero addirittura distruggere un intero modulo o, in casi estremi, anche l’intero veicolo spaziale. Fortunatamente gli oggetti più grandi sono anche più facilmente identificabili e catalogabili dal NORAD (il Comando di Difesa Aerospaziale del Nord-America), che effettua un tracciamento radar di migliaia di essi grazie al quale la NASA può manovrare la Stazione in modo da schivare in tempo il pericolo. Nel caso in cui però la traiettoria dell’oggetto venisse individuata troppo tardi per variare l’orbita della ISS, gli astronauti vengono fatti salire a bordo di una delle due navette Soyuz a loro disposizione, pronti ad evacuare la Stazione e rientrare sul nostro pianeta in caso di impatto grave (sebbene i moduli siano progettati per poter essere chiusi ed isolati così da cercare di contenere i danni all’intera struttura della ISS).
Il problema dei detriti spaziali non nasce negli ultimi anni, ma negli ultimi anni è peggiorato. Da un lato perché i lanci in orbita sono in aumento costante. Dall’altro a causa di alcuni incidenti che hanno coinvolto vari satelliti andati poi distrutti, che hanno prodotto migliaia e migliaia di frammenti (anche se al momento, per fortuna, non ci sono ancora stati casi “alla Gravity” ). La buona notizia è che buona parte dei resti, in particolare i più massicci, dopo qualche tempo – giorni o mesi – “rientra” in atmosfera, bruciando. Alcune parti, però, rimangono in orbita per anni, minacciando la sicurezza e la vita dei satelliti e, soprattutto, degli astronauti. Ecco perché le agenzie spaziali di tutto il mondo stanno via via vagliando nuove strategie, sia per eliminare i frammenti già esistenti che per limitare al minimo la creazione di nuovi. Le idee sono diverse: dal forzare i satelliti ad un rientro controllato in atmosfera, alla creazione di orbite in cui esiliare gli strumenti, alla fine della loro vita. Qualunque strada si decida di intraprendere, però, sembra ormai ovvia l’impossibilità di rimandare ulteriormente la ricerca di una soluzione al problema.