Mentre lavorava al Johnson Space Center della NASA negli anni '70, l'astrofisico Donald Kessler predisse che le collisioni tra detriti spaziali sarebbero diventate sempre più comuni man mano che la densità dei detriti spaziali aumentava in orbita attorno alla Terra, creando un effetto a cascata. Dal 2005, la quantità di detriti in orbita ha seguito una curva di crescita esponenziale, confermando la previsione di Kessler.
Dato che il problema peggiorerà nei prossimi anni, vi è una crescente domanda di tecnologie in grado di rimuovere i detriti spaziali. A seguito di un processo competitivo, l'ESA ha recentemente contratto la startup svizzera ClearSpace Today per creare la prima missione spaziale al mondo per la rimozione dei detriti. Questa missione, nota come ClearSpace-1, dovrebbe essere lanciata entro il 2025 e aiuterà a spianare la strada a più missioni di rimozione dei detriti.
Al momento, ci sono circa 29.000 pezzi di detriti spaziali in orbita che rappresentano un grave rischio di collisione con satelliti e missioni spaziali. Tuttavia, questi sono solo gli oggetti che superano i 10 cm (~ 4 pollici) di diametro. Inoltre, ci sono circa 750.000 oggetti di dimensioni comprese tra 1 mm e 1 cm e altri 166 milioni che misurano tra 1 e 10 cm (0,4-4 pollici) di diametro.
Per trovare soluzioni a questo problema, un team di esperti ricercatori di detriti spaziali dell'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) si sono riuniti per lanciare ClearSpace Today. Al recente Consiglio ministeriale dell'ESA (Space19 +) - svoltosi a Siviglia, in Spagna, alla fine di novembre - i ministri hanno concordato di aggiudicare un contratto di servizio a un fornitore commerciale per rimuovere in sicurezza un oggetto di proprietà dell'ESA inattivo da LEO.
Con il supporto fornito dal nuovo programma di sicurezza spaziale dell'ESA, lo scopo di questa iniziativa è di contribuire al processo di pulizia dello spazio orbitale. Allo stesso tempo, è destinato a fungere da dimostratore che convaliderà le tecnologie necessarie per la rimozione dei detriti. Come Luisa Innocenti, a capo dell'iniziativa Clean Space dell'ESA, ha indicato:
“Gli studi della NASA e dell'ESA mostrano che l'unico modo per stabilizzare l'ambiente orbitale è rimuovere attivamente i detriti di grandi dimensioni. Di conseguenza continueremo il nostro sviluppo di linee guida essenziali, tecnologie di navigazione e controllo e metodi di incontro e acquisizione attraverso un nuovo progetto chiamato Rimozione di detriti attivi / Assistenza in orbita - ADRIOS. I risultati verranno applicati a ClearSpace-1. Questa nuova missione, implementata da un team di progetto dell'ESA, ci consentirà di dimostrare queste tecnologie, raggiungendo un primato mondiale nel processo. "
Una volta in orbita, il "cacciatore" ClearSpace-1 si incontrerà con lo stadio superiore di un adattatore di carico utile secondario (VESPA) VEga che si trova attualmente in un'orbita di altitudine di 800 km per 660 km (500 mi per 410 mi). Questi frammenti derivano dal secondo volo del lanciatore Vega, che ha avuto luogo nel 2013 e ha consegnato in orbita il satellite Proba-V dell'ESA, nonché i primi satelliti del Vietnam e dell'Estonia.
Questo obiettivo è un argomento ideale per una serie di motivi. Oltre ad avere una massa di 100 kg (220 libbre) - che è paragonabile a quella di un satellite defunto - la sua forma relativamente semplice e la sua costruzione robusta renderanno facile catturare e muovere. In quanto tale, questo stadio superiore VESPA è un buon banco di prova prima di tentare di catturare pezzi di detriti più grandi e più impegnativi (o più pezzi).
Prima dell'appuntamento della missione ClearSpace-1 "con il suo obiettivo, verrà lanciato in un'orbita di 500 km (mi) inferiore per la messa in servizio e i test critici. Una volta completato, il cacciatore verrà elevato alla sua orbita bersaglio e, sotto la supervisione dell'ESA, utilizzerà quattro bracci robotici per catturare il VESPA. Entrambi saranno quindi deorbitati per bruciarsi nell'atmosfera. Come ha spiegato Luc Piguet, fondatore e CEO di ClearSpace:
“Questo è il momento giusto per una tale missione. Il problema dei detriti spaziali è più urgente che mai. Oggi abbiamo quasi 2000 satelliti in diretta nello spazio e più di 3000 falliti. E nei prossimi anni il numero di satelliti aumenterà di un ordine di grandezza, con più mega-costellazioni costituite da centinaia o addirittura migliaia di satelliti pianificati per un'orbita terrestre bassa per fornire servizi di telecomunicazione e monitoraggio a larga latenza e bassa latenza. È evidente la necessità che un "carro attrezzi" rimuova i satelliti guasti da questa regione trafficata ".
Questa decisione fa parte del piano più ambizioso finora per il futuro dell'ESA e del settore spaziale europeo. Al Consiglio dei ministri di quest'anno, l'ESA si è impegnata a potenziare in modo significativo i finanziamenti per la ricerca e l'esplorazione legate allo spazio per la prima volta in 25 anni.
Ciò include il primo rilevatore di onde gravitazionali nello spazio - Laser Interferometer Space Antenna (LISA) - che accompagnerà la missione Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics (Athena) mentre studia un buco nero. Per ovvie ragioni, la gestione dei detriti spaziali occupa un posto speciale nei piani delle agenzie spaziali per il futuro.
Come uno dei principali inseguitori di detriti spaziali, l'impegno dell'ESA nelle strategie di mitigazione e pulizia non dovrebbe sorprendere.
"Immagina quanto sarebbe pericoloso navigare in alto mare se tutte le navi mai perse nella storia fossero ancora alla deriva sull'acqua", ha dichiarato il direttore generale dell'ESA Jan Wörner. “Questa è la situazione attuale in orbita, e non è possibile continuare. Gli Stati membri dell'ESA hanno dato il loro forte sostegno a questa nuova missione, che indica anche la strada verso nuovi servizi commerciali essenziali in futuro. "
