Detriti spaziali e tecniche di mitigazione
1) Classificazione dei detriti spaziali :
- Naturali o meteoriti
- Artificiali > 5mm
2) Effetto dei picchi di attività solare sui detriti spaziali :
I picchi di attività solare determinano una espansione della atmosfera che si traduce in un maggiore effetto di frenatura per i detriti spaziali che quindi si riducono in numero.
3) Composizione degli oggetti orbitanti :
5% Satelliti operativi
95% detriti
o 43% detriti operativi come satelliti non più in funzione e terzi stadi di lanciatori
o 52% detriti di frammentazione derivanti da esplosioni
o Dovuti a deterioramento come le vernici
o Residui di combustibile solido
4) Principali sorgenti di rischio tra i detriti spaziali :
- Detriti fino ad 1cm , ce ne sono 35.000.000
- Detriti oltre i 10cm , ce ne sono 8.000
5) Linee guida della mitigazione :
- Evitare esplosioni accidentali in orbita (. fermare le ruote di inerzia e scaricare le batterie)
- Evitare i danni da collisione
- Limitare la permanenza in orbita a non più di 25 anni oltre la fine della vita operativa del satellite
- Evitare errori nella rimozione EOL da zone ad alta valenza commerciale come la GEO
- Limitare il rilascio di oggetti operativi di dimensioni maggiori di 1mm
- Utilizzare materiali non ablativi in modo che in fase di rientro si abbia la massima frammentazione
6) Linea guida A, controllo delle esplosioni :
Riguarda sia prima del lancio che durante la vita operativa durante la probabilità di esplosione deve essere inferiore a 10-4 , inoltre al termine della vita operativa si debbono scaricare le energie interne chimiche e meccaniche immagazzinate negli equipaggiamenti di bordo.
7) Linea guida B, controllo delle collisioni in orbita :
- Se l'oggetto ha dimensioni minori di 10cm allora il danno può provocare la perdita di funzionalità del satellite o razzo
- Se l'oggetto ha dimensioni maggiori di 10cm allora il danno può essere distruttivo
8) Linea guida B1, controllo delle collisioni catastrofiche :
In fase di progetto mantenere la probabilità di collisione inferiore a 10-3 successivamente eseguire manovre di "Collision Avoidance" nel caso che la probabilità di impatto con oggetti catalogati sia inferiore a 10-3 ossia :
Essendo :
F = Flusso detritico areale (impatti / m2 / anno) , è funzione della quota e vale 0 oltre i 2000Km
A = Sezione media esposta del veicolo spaziale, è la media dei valori sui 3 assi
T = Durata di missione in anni
9) Linea guida B2, controllo delle collisioni critiche :
Si considerano i detriti i quali hanno una velocità di 10Km/s ed i meteoriti i quali hanno invece una velocità di 16Km/s. In fase di progetto tutti gli equipaggiamenti critici interni vanno schermati con scudi protettivi mentre durante la fase operativa occorre deorbitare il satellite qualora si perda l'ultima ridondanza, è anche molto importante avere il pieno controllo del carburante residuo. La procedura per verificare che la probabilità di collisione critica sia inferiore a 10-3 è la seguente :
- Identificare i componenti critici quali serbatoi e sensori
- Calcolare le aree a rischio per ogni componente critico, l'area schermata non viene considerata
- Individuare le componenti di velocità ed i materiali per ogni componente critico
- Stimare il minimo diametro del detrito che danneggia il componente critico
- Determinare i guasti attesi per ogni componente critico
10) Linea guida C, controllo della permanenza in orbita :
Individuare per i GEO un'orbita cimitero data dalla 
dove :
CR = coefficiente di riflessività, vale 1 per un corpo assorbente e 0 per un corpo riflettente.
A / M = Area / Massa finale
11) Fuel Gauging :
Si tratta della possibilità di controllare il consumo di carburante mediante due serbatoi messi in cascata, in particolare tra l'uno e l'altro è posto un tubicino con un riscaldatore ed un sensore di temperatura, quando il serbatoio principale è vuoto il tubicino si scalda velocemente e quindi sappiamo che il serbatotio è vuoto e occorre procedere al deorbiting del satellite.
12) Linea guida F, controllo dei rientri atmosferici :
Eventuali esplosioni debbono avvenire ad altezze inferiori a 90Km e la probabilità di colpire un essere umano deve essere inferiore a 10-4 , occorre scegliere materiali con basso calore ablativo ed inserire elementi di pre-frammentazione.