Perché la Luna ha bisogno di un sistema di controllo del traffico spaziale

“Magnifica desolazione”.

Queste furono le parole usate da Buzz Aldrin per descrivere l'immenso vuoto del paesaggio lunare prima di mettere piede sulla sua superficie per la prima volta nel luglio 1969. E se la Luna – o meglio, la sua orbita – non fosse poi così desolata? E se fosse più simile, ad esempio, al traffico ingorgato di un pendolarismo a Los Angeles nelle ore di punta? E se davvero?

Dato che un totale di 12 persone hanno camminato sulla superficie della Luna nella storia umana, potrebbe sembrare un’ipotesi molto grande. Tuttavia, è anche un’idea preoccupante che i ricercatori dell’Università dell’Arizona, un’università che hanno contribuito a mappare la superficie della luna per la famosa missione Apollo 11 di Aldrin, attualmente ne stanno dando moltissimi Pensiero.

Il loro piano – per il quale l’università ha recentemente ricevuto un finanziamento di 7,5 milioni di dollari dall’Air Force Research La direzione dei veicoli spaziali del laboratorio – richiede quello che è, in sostanza, il primo controllo del traffico aereo lunare al mondo sistema. Destinato a tenere sotto controllo il traffico spaziale nella regione cislunare attualmente non tracciata tra il nostro pianeta e la Luna, aiuterà a evitare ingorghi nel traffico lunare e, forse, anche collisioni mortali.

E arriverà prima di quanto pensi in una missione sulla luna vicino a te.

Come un parcheggio di auto abbandonate nello spazio

Fu lo scienziato della NASA Don Kessler che, nel 1978, per primo sottolineò il pericolo rappresentato dall'altissima densità di oggetti che circolano nell'orbita terrestre bassa e il modo in cui questi potrebbero innescare una possibile reazione a catena a cascata collisioni. (Guarda il inizio del film del 2013 Gravità per vedere quanto potrebbe essere devastante.)

Oggi, ci sono circa 23.000 pezzi di spazzatura spaziale che vengono monitorati mentre sfrecciano intorno alla Terra a una velocità di circa 17.500 miglia all'ora. Di questi, solo 3.500 sono carichi utili attivi, mentre il resto – tutto, dai nuclei dei satelliti morti alle parti scartate dei razzi – sono detriti inattivi, ma ancora potenzialmente pericolosi.

"Immaginiamo che, dall'invenzione dell'automobile, si prenda l'auto dalla fabbrica e si metta benzina, poi [si guidi finché non finisce la benzina], la si lasci cadere e si prenda una nuova macchina," Vishnu Reddy, professore associato presso il Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona, ha detto a Digital Trends. “Questo è quello che abbiamo fatto nello spazio. Ogni volta che un veicolo spaziale esaurisce il carburante – e potrebbe essere un veicolo spaziale perfettamente funzionante – lo lasci cadere e lanci un nuovo carico utile. [Nel corso del tempo] le cose si accumulano.

Il problema, ha detto, è uno di visibilità: sia letterale che figurata. "Lo spazio è una specie di problema irrisolvibile", ha spiegato Reddy. “Non è come una catastrofe ambientale, giusto? Sai, c'è una fuoriuscita di petrolio, vedi i pellicani coperti di petrolio, che innesca una reazione viscerale. Mostri un punto nel cielo a chiunque e alla maggior parte delle persone non importa. È come, perché dovrebbe importarmi? Fino a quando il cellulare non smette di funzionare o il GPS smette di funzionare o il calcio non smette di essere giocato in TV. È allora che le persone reagiscono.

Detriti inquinanti l'orbita lunare

Mentre la spazzatura spaziale in orbita terrestre sì ricevuto un po' di attenzione, il problema della spazzatura spaziale lunare è in gran parte scoperto. Questo perché, almeno per ora, questo non è un problema.

Per stessa ammissione di Reddy, il canale dell’orbita lunare è attualmente ancora relativamente chiaro. Rispetto alle migliaia di oggetti catalogati che orbitano attorno alla Terra, ci sono solo poche dozzine di carichi utili in orbita attorno alla Luna. Della piccola manciata di satelliti in orbita lunare, gli unici degni di nota (forse gli unici del tutto) includono il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, due veicoli spaziali Artemis (P1 e P2) e la cinese Chang’e 5-T1. Si tratta di una congestione meno grave di quanto equivalga all'avvistamento di un'altra macchina durante un viaggio di più ore attraverso le zone rurali del Wyoming.

Ma solo perché oggi è il Wyoming non significa che domani non sarà l’autostrada di Los Angeles. O, per evitare esagerazioni, almeno un po’ più movimentato di quanto lo sia attualmente.

"Abbiamo avuto la prima esplorazione della Luna negli [anni '60]", ha detto Reddy. “Poi c’è stato un periodo tranquillo nel mezzo, negli ultimi 50 anni circa. Ma ora c’è un rinnovato interesse per l’esplorazione lunare. Nei prossimi otto anni prevediamo che fino a 50 carichi utili andranno sulla Luna. Vogliamo evitare che il tipo di situazione che abbiamo sulla Terra [si verifichi] attorno alla Luna, anche in orbita lunare”.

Ciò potrebbe anche rivelarsi dannoso per i satelliti e potenzialmente pericoloso per le missioni di volo spaziale, sia con equipaggio che senza equipaggio.

L’idea di adottare un approccio proattivo al controllo del traffico aereo non è nuova, ovviamente. È esattamente quello che è successo con il tradizionale controllo del traffico aereo terrestre. I primi seri tentativi di sviluppare regole per il monitoraggio e il controllo del traffico aereo iniziarono nel 1922, diversi anni dopo la prima Convenzione aerea internazionale del 1919. La prima persona che poteva ufficialmente definirsi un controllore del traffico aereo professionista, Archie League di St. Louis, Missouri, iniziò a lavorare nel 1929. Anche se a quel tempo i viaggi aerei stavano iniziando a decollare (gioco di parole semi-intenzionale), erano ancora agli inizi rispetto a quello che sarebbero diventati. Con 173.000 passeggeri volando negli Stati Uniti nel 1929, rispetto a 926 milioni di passeggeri trasportato nel 2019, i cieli non erano esattamente affollati. Ciononostante, si è ritenuto che fosse necessaria una soluzione, anche se probabilmente basata sulla crescita prevista.

“Vengo dal mondo del tracciamento degli asteroidi”

Come si suol dire, il primo passo per risolvere qualsiasi problema è riconoscere che esiste un problema con cui cominciare. Quando si tratta di risolvere un problema di questa complessità, tuttavia, ammettere il problema non è l’ostacolo più grande. Fortunatamente, almeno inizialmente, Reddy ha affermato che molte delle attuali tecnologie utilizzate per tracciare oggetti dalla Terra possono essere appropriate per tracciare le orbite lunari.

Reddy e i suoi studenti del Laboratorio Lunare e Planetario stanno utilizzando sensori dedicati presso il centro di ricerca Biosfera 2 dell’università per caratterizzare gli oggetti cislunari. Questa suite di apparecchiature include più telescopi dedicati alla consapevolezza del dominio spaziale, incluso uno costruito da un gruppo di studenti universitari di ingegneria dell'Università dell'Arizona.

"Molto di ciò può essere fatto con [i telescopi ottici terrestri] che già abbiamo per fare cose geostazionarie", ha detto Reddy. "È solo che sono più deboli, quindi devi esporre l'immagine a lungo e scattare una foto più profonda."

Il suo background, ha osservato, è “principalmente occuparsi di difesa planetaria”. “Vengo dal mondo del tracciamento degli asteroidi, quindi a molti degli strumenti che stiamo applicando a questo particolare problema si basano su strumenti e tecnologie di difesa planetaria”, ha affermato spiegato. “La comunità degli asteroidi segue da decenni oggetti molto piccoli, lontani dalla Terra. Stiamo sfruttando molto software e tecniche [per questo progetto]”.

Voglio essere un modello lunare

L’obiettivo finale di questo progetto – ed è già più avanti di quanto si possa pensare – è costruire un modello che mostri accuratamente ogni oggetto in orbita attorno alla luna. Evidenzierà quindi le possibili congiunzioni (il termine spaziale fantasioso per gli incidenti) tra questi oggetti e i carichi utili attivi. Reddy ha detto che lo strumento verrà utilizzato quest’anno Lancio dell'Artemis 1, il debutto del veicolo di lancio super pesante della NASA, con l'obiettivo di inviare una navicella spaziale Orion senza equipaggio su un'orbita retrograda della luna.

I ricercatori metteranno il loro modello a disposizione anche delle compagnie spaziali private. “Se un produttore viene da noi e dice: ‘Ehi, stiamo facendo questa missione sulla luna, puoi per favore controllare le congiunzioni?’ Sì, certo”, ha detto Reddy. “Questo è un servizio che forniremo. Vogliamo evitare la creazione di detriti. Per noi è più faticoso tenere traccia di molte cose. Non che siamo pigri, ma se riusciamo a evitarlo e a mantenere pulita l’orbita lunare, è meglio per tutti noi”.

Una buona domanda è quanto potere esecutivo avrebbe un sistema di controllo del traffico spaziale come questo. Diciamo, per amor di discussione, che un satellite cinese rappresenta una possibile minaccia esistenziale per un Lancio spaziale americano – oppure, quando questo spazio aereo diventa più popolato, due velivoli rischiano una cosa possibile collisione. Chi sarà colui che rivendica il diritto di passaggio in un possibile gioco di pollo extraterrestre? Domanda difficile. “Non penso che abbiamo alcuna capacità di applicazione della legge”, ha detto Reddy. “Questo è più un esercizio accademico [in questo momento].”

Un’altra sfida futura, ancora da affrontare, potrebbe comportare il lancio di vere e proprie missioni spaziali da implementare risorse orbitali aggiuntive che possono aiutare a monitorare aree non visibili dalla Terra, come oggetti nascosti dietro la luna. (Chi lo sa: questo potrebbe anche servire come prova per iniziative simili su altri pianeti come Marte, che richiederebbero la realizzazione di infrastrutture completamente nuove a causa della difficoltà di monitorarle Terra. "Penso che stiamo già pianificando di fare qualcosa per la gestione del traffico spaziale attorno a Marte", ha detto.)

Per ora, però, il team sarà felice se questa prova di concetto dimostrerà il suo valore come strumento per sostenere i nostri continui interessi spaziali e ravvivare il fascino per la luna.

"Il nostro obiettivo è maturare questo aspetto e dimostrare che qualcosa di simile può essere mantenuto e può essere utile", ha affermato Reddy. “Poi lo trasferiremo alle persone che hanno la vera responsabilità di far andare avanti tutto questo”.

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