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Le megacostellazioni potrebbero superare un limite critico
Hugh G. Lewis, ricercatore della University of Birmingham, ha depositato su arXiv un’analisi secondo cui nove delle 16 costellazioni satellitari esaminate supererebbero una soglia di instabilità orbitale. Per sei di queste, il modello prevede che le collisioni possano alimentare una popolazione di frammenti destinata a crescere senza un limite teorico; altre tre produrrebbero invece un aumento fino a un nuovo equilibrio. Il risultato riguarda reti pianificate, parzialmente dispiegate o già operative e mette in discussione il modo in cui viene valutato il rischio complessivo delle megacostellazioni satellitari.
Lo studio, intitolato “Critical Sizes of Satellite Constellations”, parte da un modello di stabilità sviluppato in precedenza per descrivere l’evoluzione dei detriti spaziali. Lewis lo ha adattato alle caratteristiche delle reti moderne: quota, massa e superficie dei veicoli, durata della missione, capacità di manovra e strategia di rientro. L’obiettivo è stimare per ogni architettura una dimensione critica, cioè il numero massimo di satelliti compatibile con una popolazione di frammenti che non si autoalimenti.
Tra i sistemi che, nelle ipotesi adottate, oltrepasserebbero la soglia di crescita senza limite figurano Guowang, Stampede, Project Sunrise, Starcloud, Starmind e l’insieme delle reti E-Space Cinnamon e Semaphore. Eutelsat OneWeb, Eutelsat Next e Starlink Generation 3 supererebbero invece la soglia “instabile”, associata a una crescita dei frammenti fino a un livello di equilibrio. Le altre sette costellazioni analizzate resterebbero sotto entrambe le soglie nell’orbita terrestre bassa.
La crescita “senza limite” va interpretata con cautela. Non è la previsione di una catastrofe imminente, né implica che una singola collisione renderà inutilizzabile tutto lo spazio vicino alla Terra. Nel modello indica che, su tempi teoricamente indefiniti, i nuovi frammenti verrebbero prodotti più rapidamente di quanto il decadimento orbitale riesca a rimuoverli: il meccanismo associato alla sindrome di Kessler. Una popolazione instabile, invece, aumenterebbe fino a stabilizzarsi a un livello più elevato.
Il numero dei satelliti, da solo, non determina l’esito. Eutelsat Next conta 528 veicoli nel piano considerato e risulta oltre la soglia instabile, mentre Starlink Mobile Satellite Service, con 15.000 satelliti, rimane sotto entrambe. Quota, area esposta, massa, vita operativa e manovre anticollisione cambiano infatti la frequenza degli impatti e il tempo per cui satelliti e frammenti restano in orbita. Anche il ricambio continuo dei veicoli aggiunge una popolazione non sempre inclusa nelle dimensioni nominali della rete.
Le assunzioni sono in larga parte favorevoli agli operatori. Ogni costellazione viene collocata in un ambiente inizialmente privo di altri satelliti e frammenti; il calcolo trascura inoltre stadi di razzi, rotture non dovute a collisioni e parte dei detriti più piccoli. Le manovre sono considerate perfettamente eseguite e lo smaltimento a fine missione ha un successo del 99%. In condizioni reali, la presenza di oggetti preesistenti e prestazioni meno ideali potrebbero abbassare le soglie stimate dalla stabilità orbitale.
L’analisi resta un preprint e non ha ancora superato la revisione paritaria; inoltre un modello analitico semplificato non sostituisce simulazioni dettagliate e dati operativi dei gestori. Offre però un criterio verificabile per le autorità: valutare una rete come infrastruttura mantenuta per decenni, non come somma di singoli satelliti. Secondo l’autore, le licenze basate soprattutto sul rischio individuale possono trascurare l’effetto aggregato di migliaia di veicoli, dei loro rimpiazzi e delle procedure di dismissione.
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