Fig. 1: Disegno che mostra, da una prospettiva equatoriale, la nube di detriti spaziali che circondano la Terra. (Credit: Courtesy NASA)

Fig. 2: Disegno che mostra, da una prospettiva polare, la nube di detriti spaziali che circondano la Terra. (Credit: Courtesy NASA)

Questa spazzatura spaziale è costituita da satelliti interi dismessi, da pezzi dei medesimi, da stadi di razzi vettori, o buster, ma anche da oggetti vari, anche molto piccoli, sfuggiti agli astronauti durante le riparazioni, come bulloni, pinze ed una cassetta per gli attrezzi; alcuni oggetti sono dei cimeli, ad esempio il guanto perso dall'astronauta Edward White nella missione Gemini 4 (1965), o la macchina fotografica persa da Michael Collins nella missione Gemini 10 (1966), a cui si aggiungono i sacchi d'immondizia espulsi durante i 15 anni di funzionamento della MIR. A bulloni e pezzi di lamiera si aggiungono anche gli slag, corpuscoli di pochi centimetri derivanti dall'aggregazione delle polveri emesse dai razzi a propellente solido.

Fig. 3: Foto di uno slag di ossido di alluminio, di circa 2 cm, prodotto dal combustibile solido del razzo principale dello Shuttle. (Credit:Courtesy NASA)

I detriti spaziali di piccole dimensioni non sono pericolosi per gli abitanti della Terra, ma lo sono per le strutture orbitanti ed i satelliti, che possono subire gravi danni dall'impatto anche con frammenti piccolissimi; infatti, a causa della velocità intrinseca posseduta, la Stazione Spaziale Orrbitante (ISS) è vulnerabile ad oggetti di dimensioni superiori ad 1 cm, che possono intaccare o perforare le pareti esterne, i pannelli solari e le strumentazioni esterne: il 13 marzo 2009 la Stazione è stata evacuata a causa di un frammento di 1 cm del motore di una vecchia navicella, che poi è passato a circa 5 km dalla stazione. Lo Space Shuttle in orbita vola capovolto ed in retromarcia per proteggere da urti accidentali le sue parti più delicate, in quanto gli urti dei detriti spaziali avvengono nella parte inferiore; infatti al rientro dalle prime missioni della navetta si dovevano sempre sostituire almeno i finestrini, a causa dei danni procurati dai micro detriti in orbita. Lo Shuttle si posiziona nello stesso modo, nella direzione del moto, anche nel caso di in attività extraveicolare degli astronauti, per proteggerli, in quanto le tute li proteggono solo da particelle inferiori al decimo di millimetro.

Fig. 4: Foto che mostra il risultato dell'impatto di un detrito spaziale di piccolissime dimensioni su un finestrino di uno Shuttle. (Credit: Courtesy NASA)

Fig. 5: Foto di alcuni pezzi di un razzo vettore Delta II caduti in Africa. (Credit: Courtesy NASA)

Per gli abitanti sulla Terra sono pericolosi i detriti di grosse dimensioni, se infatti si spostano dall'orbita stabile su cui si trovano, per esempio a causa di un'impatto accidentale con altri detriti, e rientrano nell'atmosfera senza disgregarsi, a seconda delle loro dimensioni possono esserci delle vittime tra la popolazione; cosa fortunatamente non avvenuta il 22 gennaio 1997 quando il secondo stadio i un razzo Delta 2 (un blocco di 250 kg di acciaio inossidabile) è caduto vicino a Georgetown, Texas, o anche il 27 aprile 2000 quando il secondo stadio di un razzo Delta II non si è disintegrato completamente e tre pezzi sono caduti in Sud Africa.
Naturalmente a questa categoria appartengono anche i rientri di satelliti obsoleti, programmati per evitare l'aumento della spazzatura spaziale che ci circanda; basti citare come esempio il rientro delle 74 tonnellate dello Skylab, avvenuto l'11 luglio 1979, che al rientro nell'atmosfera ha prodotto una pioggia di rottami, anche di 2 metri, dall'Oceano Indiano meridionale all'Australia occidentale, senza però provocare danni a cose o persone. Più pericoloso è stato il rientro programmato della stazione spaziale russa MIR avvenuto il 23 marzo 2001; dopo 15 anni di attività doveva precipitare nell'Oceano Pacifico, ma per un errore in fase di rientro ha sparso parte delle sue 136 tonnellate su 2000 km nella parte est dell'Australia, fortunatamente una zona quasi disabitata.
Non bisogna dimenticare che questi detriti spaziali di grosse dimensioni presentano anche il pericolo di esplosioni, infatti spesso negli stadi dei razzi ci possono essere ancora residui di carburante, che nell'impatto con altri oggetti o durante la caduta sulla Terra possono complicare molto le cose; come esempio basti considerare il rientro nel 1978 del satellite russo Cosmos 1; durante l'attraversamento dell'atmosfera il satellite si è disgregato, ma avendo un motore a propulsione nucleare, si formarono tanti frammenti radioattivi, che fortunatamente ricaddero su un'area desertica del Canada estesa 100^.000 km².

Fig. 6: Disegno del 2009 che mostra la nube di detriti più vicina alla Terra; le dimensioni dei detriti sono esagerate rispetto alle dimensioni della Terra. (Credit:Courtesy ESA)

Se si considerano tutti i vari frammenti di dimensioni pari e superiori ad 1 mm che orbitano in prossimità della Terra si ottiene una stima di 300 milioni di oggetti artificiali; gli oggetti noti di dimensioni superiori a 10 cm, sono circa 19000 (6% satelliti operativi, 24% satelliti non operativi, 17% stadi dei razzi); tra essi si trova anche il più vecchio detrito ancora in orbita: il satellite Vanguard I, lanciato nel 1958 dagli Stati Uniti d'America.
Per prevenire disastri su piccola e media scala si sta cercando di trovare, catalogare e monitorare le orbite di gran parte dei frammenti superiori ai 10 cm, che costituiscono la spazzatura considerata estremamente pericolosa. Per questo è stata costituita una rete di sorveglianza dal Comando Aerospaziale Americano (USSPACECOM) per la sorveglianza dei detriti, lo Space Surveillance Network (SSN), costituito da 25 siti di osservazione nel mondo, il cui centro operativo si trova al Centro di Controllo Spaziale di Cheyenne Mountain, Colorado. A questa ricerca partecipa anche il radiotelescopio di Medicina, con la sua parabola di 32 metri. Questo monitoraggio è stato estremamente importante per i lanci dello Space Shuttle, che non era progettato per volare in un ambiente pieno di detriti, ma resta valido anche per le sonde russe Soyuz, che proseguono il lavoro degli Shuttle, e per i razzi utilizzati per la messa in orbita di qualunque tipo di satellite.

Fig. 7: Foto del radar Cobra Dane situato nell'isola Shemya, in Alaska; questo radar può identificare e seguire oggetti anche di soli 5 cm. (Credit: Courtesy NASA)	Fig. 8: Foto degli strumenti del radiosservatorio di Medicina, situato a circa 30 km da Bologna, in primo piano si vede parte della Croce del Nord, sullo sfondo c'è la parabola di 32 m di diametro. (Credit: Courtesy INAF)	Fig. 9: Foto dell'osservatorio del MIT Haystack, nel Maryland, con sovrapposto il disegno della parabola di 37 m. (Credit: Courtesy MIT, NASA)

Purtroppo la spazzatura spaziale è destinata ad aumentare e diventare sempre più pericolosa, infatti nel 2014 anche l'Hubble Space Telescope verrà dismesso, ma si pensa di farlo cadere in mare con un rientro controllato da terra, contrariamente a quanto avverrà per il satellite Envisat Earth, che nel 2013, quando verrà spento, verrà lasciato vagare, con le sue 8 tonnellate di peso, a 782 km di altezza.