Alla fine del 2021 gli operatori della missione Swarm dell’European Space Agency’s (ESA) hanno notato qualcosa di preoccupante: i satelliti, che misurano il campo magnetico attorno alla Terra, hanno iniziato ad affondare verso l’atmosfera a una velocità a dir poco insolita, fino a 10 volte più rapida di prima.
Il cambiamento ha coinciso con l’inizio del nuovo ciclo solare e gli esperti pensano che potrebbe essere l’inizio di un periodo difficile per i veicoli spaziali in orbita attorno al nostro pianeta.
“Negli ultimi cinque, sei anni, i satelliti stavano affondando di circa due chilometri e mezzo all’anno”, ha detto a Space.com Anja Stromme, responsabile della missione Swarm dell’ESA. “Ma da dicembre dello scorso anno la situazione è cambiata radicalmente. Il tasso di caduta tra dicembre e aprile è stato di 20 chilometri all’anno”, ha aggiunto.
I satelliti in orbita vicino alla Terra affrontano sempre la resistenza dell’atmosfera residua, che rallenta gradualmente il veicolo spaziale e facilita la ricaduta sul pianeta: solitamente non sopravvivono a questo cosiddetto rientro e bruciano nell’atmosfera.
Questa resistenza atmosferica costringe gli operatori della Stazione Spaziale Internazionale a eseguire regolari manovre di “rilancio” per mantenere l’orbita della stazione di circa 400 km sopra la Terra.
L’attività solare aumentata è un grosso rischio per i satelliti
Sempre questa resistenza aiuta anche a ripulire l’ambiente vicino alla Terra dalla spazzatura spaziale. Gli scienziati sanno che l’intensità di questa resistenza dipende dall’attività solare, vale a dire la quantità di vento solare emessa dal sole, che varia a seconda del ciclo solare di 11 anni.
L’ultimo ciclo, terminato ufficialmente a dicembre 2019, non ha avuto molti sussulti, con un numero di macchie solari al di sotto della media. Ma dallo scorso autunno, la stella si è svegliata: il vento solare è aumentato a dismisura e sono state generati sempre più macchie solari, brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale. Inevitabilmente, l’atmosfera superiore della Terra ne ha risentito.
“C’è molta fisica complessa che non comprendiamo ancora completamente negli strati superiori dell’atmosfera dove interagisce con il vento solare”, ha detto Stromme. “Sappiamo che questa interazione provoca un aumento dell’atmosfera. Ciò significa che l’aria più densa si sposta verso altitudini più elevate”.
Aria più densa significa maggiore resistenza per i satelliti. L’aumento causato dall’atmosfera ascendente è sufficiente per far precipitare alcuni dei satelliti in orbita bassa.
La costellazione dello Swarm, lanciata nel 2013, è composta da tre satelliti, due dei quali orbitano attorno alla Terra a un’altitudine di 430 km, circa 30 km sopra la Stazione Spaziale Internazionale.
Il terzo satellite Swarm orbita attorno al pianeta un po’ più in alto, a circa 515 km dal suolo. I due veicoli spaziali in orbita inferiore sono stati colpiti maggiormente dall’azione del sole rispetto al satellite più alto, come ha riferito la responsabile della missione Swarm.
I satelliti scendono molto più velocemente a quote più basse
Con queste tempeste in atto, i satelliti scendono improvvisamente a quote più basse. Più bassa è l’orbita dei satelliti quando colpisce la tempesta solare, maggiore è il rischio che la navicella spaziale non riesca a riprendersi, lasciando gli operatori a guardare impotenti mentre la navicella cade nell’atmosfera.
La compagnia SpaceX cerca di far fronte aumentando le orbite dei satelliti, utilizzando le unità di propulsione a bordo. La società afferma che questo approccio presenta dei vantaggi, poiché qualsiasi satellite che riscontra problemi tecnici dopo il lancio ricadrebbe rapidamente sulla Terra e non si trasformerebbe in fastidiosi detriti spaziali.
Tuttavia, il comportamento imprevedibile del sole rende comunque quei satelliti vulnerabili a possibili incidenti.
