In quasi 70 anni di voli spaziali, circa 10.000 satelliti e corpi di razzi intatti sono rientrati nell'atmosfera. Eppure ancora non sappiamo esattamente cosa accade durante il rientro. L'8 settembre 2024, il satellite Salsa (Cluster 2) effettuerà un "rientro mirato" incontrollato su un'area remota dell'Oceano Pacifico meridionale. Durante l'evento, un gruppo di scienziati a bordo di un piccolo aereo della Astros Solutions, partner dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), studierà da vicino le varie fasi, raccogliendo dati preziosi per rendere più sicuri e sostenibili i rientri futuri.

Salsa fa parte di una costellazione di quattro veicoli spaziali chiamata Cluster, lanciata il 9 agosto del 2000, che studia l'interazione tra il Sole e la magnetosfera terrestre.

"Per mantenere pulite le preziose orbite della Terra, è importante rimuovere rapidamente un satellite dopo la fine della sua missione, e quindi prevenire altri detriti spaziali", spiega nel comunicato Holger Krag, responsabile della sicurezza spaziale presso l'ESA. "La scienza del rientro è un elemento essenziale di questi sforzi. Il rientro di Cluster può aiutarci a capire come progettare e gestire i satelliti in modo che possano essere smaltiti facilmente, in modo sicuro e sostenibile in futuro".

Cluster offre un'opportunità unica con il suo quartetto di satelliti identici.
A partire da Salsa, ognuno di essi rientrerà in circostanze e angolazioni leggermente diverse, offrendo un esperimento ripetibile.

"Ci sono test che possiamo fare a terra e abbiamo una modellazione virtuale, ma abbiamo anche bisogno di osservazioni reali proprio sulla scena di un rientro per completare il quadro. L'esperimento di osservazione da un aereo è una nuova entusiasmante possibilità per noi di raccogliere dati e acquisire sicurezza nella modellazione per supportare nuove missioni", aggiunge Stijn Lemmens, Space Debris Analyst presso l'ESA Space Debris Office.

"La missione di osservazione aerea 'ROSIE-Salsa' è uno sforzo congiunto di partner accademici dell'Università di Stoccarda (IRS/HEFDiG), dell'Università Comenius di Bratislava (CUB), dell'Università del Queensland meridionale (UniSQ) e partner industriali di Hypersonic Technology Göttingen (HTG) e Astros Solutions, in stretta collaborazione con l'ESA", afferma Jiří Silha, CEO di Astros Solutions.

"È una missione molto impegnativa a causa della natura imprevedibile degli eventi di rientro, che rende molto difficile la previsione della rottura al rientro e la pianificazione del posizionamento dell'aeromobile per la migliore osservazione. Tuttavia, con esperti sia in ambito scientifico che di preparazione tecnica, il nostro team è composto da persone eccezionalmente capaci che garantiranno che una volta che l'oggetto sarà in vista, otterremo tutti i dati scientifici pertinenti di cui abbiamo bisogno".

Ogni finestrino dell'aereo avrà telecamere e spettrografi. In totale, oltre 20 strumenti scientifici cercheranno l'esplosione, tracciando i frammenti e registrando quanti più dettagli possibili.


Adesso o... tra 24 anni!

 A gennaio 2024, gli operatori hanno impostato Salsa per puntare al rientro verso una posizione geografica specifica, in una delle regioni più remote della Terra. Se non avessero agito per tempo, la prossima occasione si sarebbe presentata tra 24 anni.

"L'orbita di Cluster lo porta molto vicino alla Terra e poi di nuovo molto lontano in un ciclo di 12 anni", spiega Bruno Sousa, responsabile delle operazioni di Cluster. "Salsa naturalmente si avvicina molto all'emisfero australe quest'anno, il che sapevamo lo avrebbe portato a essere catturato dall'atmosfera. La sua traiettoria è stata leggermente modificata a gennaio 2024, quando l'abbiamo manovrata per puntare a una regione specifica dell'Oceano Pacifico meridionale che è il più lontano possibile dalle regioni popolate".

Mentre la maggior parte della navicella spaziale si disintegrerà in meno di un minuto, è probabile che alcune parti sopravvivano, spiega l'ESA.

Appuntamento per il rientro

Nonostante gli sforzi del team, Salsa non è progetto per un rientro controllato. Tuttavia, agli scienziati dell'esperimento aereo servono dati abbastanza precisi per pianificare l'osservazione.

La sua orbita altamente eccentrica significa che Salsa sta subendo una grande perdita di altitudine nel punto più vicino alla Terra (perigeo) da un'orbita all'altra a causa dell'influenza gravitazionale del Sole e della Luna. Grandi cali di altitudine oltre 30 chilometri tra un'orbita e l'altra permettono al team di individuare l'orbita esatta in cui Salsa scenderà così tanto da oltrepassare la soglia in cui i satelliti iniziano a bruciare, a circa 80 chilometri di quota.

"È grazie a questa prevedibilità nel tempo e nel luogo del rientro che possiamo equipaggiare un aereo con strumenti scientifici e osservare il rientro il più vicino possibile in tutta sicurezza", afferma Stijn. "C'è però un'incognita: la densità atmosferica man mano che scendiamo sempre più in basso. Pertanto, nelle prossime settimane, le stazioni di terra continueranno ad ascoltare Salsa sperando che possa inviare telemetria fino alla fine. Anche i telescopi stanno monitorando la navicella spaziale, perché piccole deviazioni dalla sua traiettoria prevista, se ce ne fossero, potrebbero essere importanti per il piano di volo dall'Isola di Pasqua".

Guardando avanti

L'entusiasmante opportunità di inviare un aereo per osservare i rientri in diretta è rara e promette una grande quantità di dati su come e quando esattamente i satelliti si disgregano.

Fino alla fine di novembre 2024, gli operatori dell'ESA manovreranno i tre satelliti Cluster rimanenti per allinearli per i rientri in luoghi altrettanto remoti sull'Oceano Pacifico meridionale. ‘Rumba’ (Cluster 1) scenderà a novembre 2025, mentre ‘Samba’ (Cluster 3) e ‘Tango’ (Cluster 4) ad agosto 2026.

“Oltre ai quattro rientri del Cluster, stiamo anche guardando avanti all'entusiasmante missione DRACO dell'ESA. Con DRACO, vogliamo ottenere la telemetria da un satellite che registra ciò che accade dall'interno durante il suo stesso rientro”, afferma Tim Flohrer, responsabile dello Space Debris Office dell'ESA. La missione DRACO (Destructive Re-entry Assessment Container Object) è un esperimento, pianificato per il 2027, di rientro di detriti il ​​cui obiettivo principale è misurare la rottura rappresentativa di un veicolo spaziale quando entra in atmosfera.

“DRACO sarà un rientro attivamente controllato di un satellite dotato di una ‘scatola nera’ che fornirà la telemetria da cui imparare. Se tutto va bene, speriamo di poter avere simili campagne di osservazione aerea di questi rientri in futuro".