Il problema dei detriti spaziali: stato attuale, prospettive e tecnologie

LeoLabs ha pubblicato un nuovo rapporto aggiornato sui detriti di Cosmos 1408:

https://leolabs-space.medium.com/part-ii-new-observations-on-cosmos-1408-breakup-3d8e5441f720

Il punto più significativo è:

If (and only if) it is correct that this was a non-hypervelocity impact, we believe the total large debris fragment count is likely to not grow significantly beyond our current count. In addition, estimates for lethal non-trackable (LNT) debris would also be much smaller. This would of course be welcome news, all things considered.

Cioè:

Se (e solo se) è corretto che questo è stato un impatto non a ipervelocità, riteniamo probabile che la quantità totale di frammenti di grandi dimensioni non sia destinata a crescere significativamente oltre il nostro totale attuale. Inoltre, anche le stime per i detriti letali non tracciabili (LNT) sarebbero molto inferiori. Queste novità sarebbero naturalmente benvenute, tutto considerato.

6 Mi Piace

Scusa il ritardo, weekend pieno.
Dunque, un paio di chiarimenti sulla animazione spiegano i dubbi, credo.

  • L’animazione non si basa su elementi orbitali di frammenti veri, ma di frammenti generati con una suite di modelli. Cito dal post originale:

The results were obtained using the Starling suite developed during my PhD studies at COMPASS PoliMi / AerospacePoliMi / Politecnico di Milano. It relies on the NASA Standard Breakup Model and other simplifying assumptions.

Quello che viene mostrato non è la posizione istantanea di alcun frammento, ma la densità di probabilità di trovare un frammento in quel posto (lo spazio è diviso in “bins” di 50x50x50 km tra 0 e 1000 km di altitudine.

Da quanto ho capito il modello che simula il breakup del satellite probabilmente genera qualche frammento outlier (che se il modello è buono esistono davvero, ma non necessariamente sono stati rilevati ed identificati) con parametri diversi a sufficienza (diversa inclinazione, SMA ed eccentricità) da precedere molto più velocemente della maggior parte dei frammenti, “pitturando” l’intera scorza del guscio tra 400 e 1000 km molto in fretta. Se in uno step temporale la probabilità di trovare un frammento in un bin è inferiore ad una certa soglia, il bin non viene disegnato (sull’orlo del semiguscio si vedono bin che spariscono ogni tanto). La concomitanza di due fattori:

  1. La soglia di probabilità per mostrare un bin molto bassa
  2. Il fatto che i bin non sono trasparenti e nascondono quello che succede “dietro” di essi

Fa si che l’effetto di questi outlier sia un po’ troppo evidente.

Stefan pensava di rifare l’animazione con una soglia diversa, non so se l’ha già fatto.

Per stimare il “vero” (medio) rateo di precessione dei frammenti dalla animazione, andrebbe osservato il grosso dei frammenti, ovvero guardando solo le densità maggiori. Consideriamo che il grosso dei frammenti rimangano sullo stesso piano (o su piani molto vicini in termini di RAAN) del satellite originale, nella maggior parte della animazione vediamo solo i “pinch point”, ovvero i punti (ok, aree) comuni a tutte le orbite sul piano o sul fascio di piani adiacente (sempre in termini di RAAN) attorno al punto di impatto, perchè il resto dell’orbita rimane “dietro” il guscio, per cui nascosta.
Essendo il guscio tagliato a metà, vediamo il momento in cui il piano orbitale della maggior parte dei frammenti attraversa il taglio ( non istantaneamente dato che i due piani hanno inclinazioni diverse), e questo accade grossomodo tra i 110 e i 150 giorni, e poi di nuovo (anche se meno evidente dato che il gruppo comincia a farsi sparso) tra i 320 e la fine della animazione.
360 gradi di precessione avvengono dunque, in media e con le imprecisioni dovute alla misura guardando una gif in loop :D, ogni 210 giorni circa…

…che è ancora diverso dai 21 gradi al mese che hai stimato tu :smiley:

4 Mi Piace

Un esempio per rendere l’idea di quanto traffico ci sia a 400 km e quanto sia ordinato

Ci sono stati 6 passaggi di un satellite a meno di 20 km dalla ISS in meno di 24 ore, uno di questi era sui 4 km, nessuno di questi ha costituito un rischio di impatto superiore a 1/10000.

5 Mi Piace

Un problema di cui si parla raramente è che un qualunque sistema in grado di ripulire efficacemente l’orbita dai detriti spaziali (solo per fare un esempio un laser a microonde, che faccia fondere il metallo riducendolo a goccioline microscopiche) potrebbe essere usato anche per ripulire l’orbita da satelliti operativi…

2 Mi Piace

Visualizzazione di LeoLabs dei detriti di Cosmos 1408 tracciati al momento da loro
https://platform.leolabs.space/visualizations/leo#search=cosmos%201408%20deb;view=lastTracked

5 Mi Piace

Nuovo articolo di Luca Frigerio pubblicato su AstronautiNEWS.it.

8 Mi Piace
2 Mi Piace

Volendo essere maliziosi, si possono anche agganciare satelliti “che danno fastidio”?

Beh diciamo che agganciare qualcosa richiede che il qualcosa collabori, o al peggio sia passivo.

Anche andare a curiosare è difficile a volte

Edit: wow mi sono accorto adesso che le due storie sono relative allo stesso satellite

Edit2: no, 12, 21. L’articolo che parla di entrambe le storie mi ha confuso.

4 Mi Piace

Sembra che sia pronta una tecnologia per individuare in orbita detriti di qualche millimetro.

4 Mi Piace

“pronta” relativamente, trattandosi di un test su target a terra.
A parte la confusione dell’articolo tra radar e lidar, non mi e’ chiaro se si tratti solo di una tecnologia di imaging di oggetti noti o anche di survey/tracking (scoprire nuovi oggetti o trovarli a partire da elementi orbitali di bassa qualità).

Notevolissimo il poter fare stime sulla effettiva dimensione e forma (che aiuterebbe tantissimo a stimare il coefficiente balistico o qualsiasia altra diavoleria matematica si usa per cose piccole) di oggetti piccoli, ma immagino che prima bisogna rilevarli ed avere una - momentanea - buona idea della traiettoria per usare questo sistema.

3 Mi Piace

L’ultimo numero dell’ODQN e l’analisi del test ASAT sul Cosmos 1408

1 Mi Piace

C’è stato un po’ di traffico in orbita media questa settimana.
Un satellite GPS è passato molto vicino a un satellite Cluster II (missione sconosciuta ai più ma ancora attiva da più di 20 anni!).

Tecnicamente il satellite Rumba di Cluster II è molto grande, perché ha dei sensori estesi su un braccio che lo fanno arrivare a un diametro complessivo di 90 metri. Quindi il rischio di passaggio a 200 metri è a tutti gli effetti un rischio concreto di collisione.
Il satellite Rumba di Cluster II ha manovrato per evitare la collisione, con successo. Si trattava della prima manovra di questo tipo per questo satellite.

7 Mi Piace

In MEO queste cose sono ancora eventi. In Leo sono “lunedì” :sweat_smile:.

1 Mi Piace

In OneWeb sono parte della routine quotidiana ma sempre eseguita con grande attenzione.

Anche Sentinel-1A ha effettuato una manovra evasiva per ridurre le probabilità di impatto con un detrito di un frammento di un razzo Zenit lanciato nel 1990.

La direzione dei due frammenti era quasi la stessa e i versi opposti, risultando in una velocità relativa di oltre 50.000 km/h e una distanza di passaggio di circa 500 metri. La probabilità di collisione, 1 su 800, era molto maggiore della soglia minima e pertanto si è deciso di operare la manovra.

ESA ci tiene a sottolineare che per ogni manovra di collision avoidance si perde qualcosa: carburante, dati scientifici, immagini, osservazioni.

A rallentare le operazioni per il ritorno ad un’orbita nominale ci si è messo di mezzo il sole, che ha avuto un picco nella sua attività e quindi aumentato l’attrito in LEO.

Si è comunque tutto concluso senza alcuna perdita del satellite.

1 Mi Piace

Gli USA, per voce della Vice Presidente Harris, hanno annunciato di voler interrompere i programmi ASAT, invitando anche le altre nazioni a seguire l’esempio.

Qui c’è il video completo dell’intervento.

3 Mi Piace

C’è stata un’altra esplosione, un vecchio motore ausiliare russo:

Nel thread non c’è scritta l’orbita, dovrebbe essere 400 km X 19.000 km, era il pezzo che serviva a spostare il carburante per permettere all’ultimo stadio di pescare nel serbatoio e accendersi per portare il carico in orbita media.

EIDT: il tracker del pezzo che è esploso https://www.n2yo.com/satellite/?s=32398

3 Mi Piace

Altra serie di CAM per Sentinel 1 per evitare i frammenti del satellite Cosmos 1408 distrutto durante il test russo del novembre scorso. ESA dice che è stata una manovra particolarmente complicata, dal momento che era quasi frontale, in rapida evoluzione e soprattutto effettuata con poco preavviso, meno di 24 ore. Sentinel 1 ha innalzato la propria orbita di 140 metri per ridurre le probabilità di impatto.

2 Mi Piace

Nel frattempo il Consiglio Europeo per l’innovazione ha finanziato con 2,5 milioni di euro E.T.PACK (Electrodynamic Tether Technology for Passive Consumable-less Deorbit Kit) per lo sviluppo di uno space tether per il deorbiting di detriti spaziali. Il progetto partirà a settembre 2022 e ha come obiettivo lo sviluppo di un modello di volo che verrà lanciato nel 2025 da un RFA ONE, il razzo di Rocket Factory Augsburg. Il filo è un nastro di 2 centimetri di larghezza e qualche chilometro di lunghezza e utilizzerà il plasma e i campi magnetici terrestri per generare attrito e quindi il rientro. E.T.PACK è un consorzio tra cui figura anche la “mia” UniPD :heart:

4 Mi Piace