L’aumento della concentrazione di gas serra in atmosfera rende meno sicuri migliaia di nostri satelliti nello spazio. E se oggi pensiamo di poter moltiplicare a dismisura la quantità di satelliti in orbita terrestre bassa, entro il 2100 il cambiamento climatico farà crollare la “capacità di carico” di questa fascia di spazio del 50-66%. Questa fascia è quella in cui operano i satelliti che garantiscono servizi essenziali, a partire da telecomunicazioni, connettività e navigazione.
Termosfera e fine vita dei satelliti
Per comprendere in che modo il riscaldamento globale possa avere delle ripercussioni sulla sicurezza orbitale bisogna partire dal “fine vita” dei nostri satelliti. Quando vengono dismessi, l’attrito generato dalla fascia di atmosfera in cui operano aiuta a farli rientrare. L’attrito li vaporizza. O almeno: ne distrugge la maggior parte. Perché già oggi, in orbita, restano nuvole di “detriti spaziali”, anche minuscoli. Che sono a rischio collisione con i satelliti funzionanti. Rischio che aumenta ulteriormente se questi satelliti restano in orbita più a lungo, anche se non funzionanti.
È proprio sulla dinamica del rientro e distruzione dei satelliti che influirà il cambiamento climatico. Secondo uno studio condotto da un gruppo di ricerca guidato dal MIT e dall’università di Birmingham, l’aumento di anidride carbonica e altri gas climalteranti stia riducendo la densità della termosfera, lo strato atmosferico compreso tra 80 e 600 km di altitudine. È la fascia dove operano la Stazione Spaziale Internazionale e migliaia di satelliti.
La termosfera è soggetta a variazioni di densità per cause naturali. La principale è l’attività solare, con i suoi cicli di 11 anni. Durante i minimi solari, la ridotta energia in ingresso causa un raffreddamento dello strato, con conseguente diminuzione del volume e della densità. Questo meccanismo naturale regola il cosiddetto drag atmosferico, la forza di attrito che rallenta i satelliti obsoleti e i detriti, favorendone il rientro distruttivo negli strati inferiori.
Il cambiamento climatico sta introducendo, però, un processo parallelo e più duraturo. E di natura antropica. I gas serra, pur intrappolando calore nella troposfera, disperdono energia termica nella termosfera. Stravolgendo la dinamica determinata dai cicli solari. E riducendo la densità (e quindi l’attrito) di questa fascia dell’atmosfera.
I rischi del cambiamento climatico per i satelliti
Le simulazioni riportate nello studio indicano che in tutti gli scenari emissivi i detriti spaziali aumenteranno significativamente, creando pericoli concreti e crescenti per tutti i satelliti in orbita:
- in scenari ad alte emissioni (SSP3-7.0 dell’IPCC), la densità atmosferica a 400 km di quota potrebbe diminuire del 30% entro il 2050, con un ulteriore calo del 50% entro fine secolo;
- in assenza di riduzioni delle emissioni (scenario SSP5-8.5), la fascia tra 200 e 1.000 km di quota vedrà una riduzione della capacità di carico del 66%;
- nello scenario moderato SSP2-4.5, il declino della capacità di carico supera il 50%;
- nello scenario migliore (SSP1-2.6), in cui il riscaldamento globale resta sotto i 2°C, la capacità di carico delle fasce superiori (800-1.000 km) potrebbe stabilizzarsi al 75% dei livelli attuali.
Questi valori non tengono conto dell’attuale tasso di lancio: nel 2023 sono stati dispiegati oltre 2.400 satelliti, un incremento del 400% rispetto al 2019. Se questa tendenza proseguirà, la fascia attorno ai 550 km di quota raggiungeranno la saturazione entro il 2035.
Con un rischio di runaway instability del 70%. Il termine indica un fenomeno in cui piccoli disturbi nel movimento o nell’orientamento del satellite si amplificano progressivamente fino a rendere il sistema incontrollabile.
È la fascia usata dalle megacostellazioni, come Starlink di Elon Musk. E dove opera il 40% dei satelliti in orbita. I servizi garantiti da questi satelliti includono telecomunicazioni, previsioni meteorologiche, monitoraggio climatico e navigazione.