Quando si pensa alla ricerca sulle nuovi reti internet globali il pensiero va automaticamente alla rete 5G, ma esiste un’altra frontiera che, seppur molto meno dibattuta, non è certo di scarso interesse scientifico ed economico. A certificare la rilevanza del settore sono innanzitutto i nomi dei concorrenti che si stanno contendendo il mercato a suon di investimenti miliardari: Amazon, Virgin, Facebook e, come poteva mancare, il fondatore di PayPal e Tesla Elon Musk. La sfida è quella di lanciare in orbita migliaia di satelliti per portare il segnale internet a banda larga nelle zone più remote del pianeta dove non può arrivare la connessione via cavo: in mezzo all’oceano, nel deserto, tra le foreste o in cima alle montagne.

La connessione internet satellitare non è una novità, è attiva già da diversi anni, ma allo stato attuale presenta diversi limiti. Con la tecnologia corrente, infatti, il segnale viene irradiato da pochi grandi satelliti posti ad almeno 36.000 km di altitudine, il vantaggio è quello di poter servire quasi un terzo dell’emisfero con un solo satellite che rimane permanentemente sopra la stessa regione, con l’unico limite del numero di utenti che utilizzano il servizio contemporaneamente. Ma il rovescio della medaglia è dato dal notevole ritardo nella circolazione dei segnali che deve fare il giro tra la stazione terrestre e il satellite e quindi tra quest’ultimo e il terminale dell’utente Internet. Il tempo di latenza, che può raggiungere i 600 millisecondi, riduce significativamente la reattività durante le videochiamate, lo streaming o l’utilizzo di giochi online.

due dei satelliti della missione SpaceX già inviati sullo spazio

La tecnologia allo studio si basa anziché su pochi satelliti geostazionari su una vera e propria costellazione satellitare, formata da una miriade di piccoli satelliti, con una massa di poco superiore ai 200 chili, che si muovono grazie a propulsori ionici, coordinandosi tra loro tramite collegamento laser e rimanendo nell’orbita bassa, ad un altitudine compresa tra i  1.150 e 1.325 chilometri. A regime, secondo i progettatori, dovrebbero essere in grado di garantire quasi in ogni punto del mondo una connessione dati da 1 gigabit al secondo con un tempo di latenza tra 25 e 35 millisecondi (ms): un po’ più lenta rispetto ai 10 ms garantiti dai migliori collegamenti terrestri, ma molto più veloce rispetto all’antenato satellitare geostazionario.

L’obiettivo dichiarato dalle aziende che partecipano alla corsa  è quello di assestare un colpo definitivo al digital divide, garantendo connessioni stabili e veloci anche nelle zone più remote del mondo, dove oggi la connessione a banda larga è costosa, inaffidabile o del tutto non disponibile. Urrà, verrebbe da dire. Entro pochi anni internet veloce sarà disponibile anche nelle zone più impervie e in tanti paesi del terzo mondo che attualmente non hanno le risorse per costruire le reti in fibra ottica. Le economie di queste zone ne avranno probabilmente dei vantaggi e i turisti occidentali potranno pubblicare le stories su Instagram anche mentre si trovano in mezzo alla savana.

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Tutto bellissimo, ma c’è un piccolo problema.

Parlavamo del fatto che serviranno molti satelliti in orbita. Molti quanti? Solo la SpaceX, che sarebbe la compagnia di internet spaziale fondata da Elon Musk, ha in programma di creare una costellazione satellitare (denonimata Starlink) di 12.000 satelliti. Il progetto è già in fase avanzata, il primo lancio sperimentale è avvenuto il 22 febbraio 2018 e dal novembre 2019 è entrato nella sua fase attuativa con già nove lanci da 60 satelliti ciascuno. Il prossimo lancio è programmato tra pochi giorni, il 22 giugno. L’obiettivo, specificato sul sito dell’azienda, è quello di “attivare il servizio in Usa e Canada entro la fine del 2020, espandendosi rapidamente fino alla copertura quasi totale del mondo popolato entro il 2021“. Un po’ più modesti nei numeri i progetti dei concorrenti.

Il Progetto Kuiper di Amazon, che ancora non è partito, prevede una costellazione di 3.236 satelliti orbitanti, mentre Oneweb, ovvero la cordata che ha tra i propri finanziatori oltre alla Virgin altri colossi come Coca-Cola, Airbus e Softbank, ha già messo in orbita 74 dei 648 satelliti che sarebbero previsti per la costellazione iniziale. In questo caso il condizionale è d’obbligo visto che l’azienda ha dichiarato fallimento lo scorso 27 marzo. A causa di una crisi di liquidità la società aveva già licenziato 450 dei suoi 531 dipendenti, ma continua a dichiarare che manterrà le capacità operative satellitari, mentre il tribunale la ristruttura e vengono ricercati nuovi proprietari per la costellazione. Di certo per ora ci sono solo i suoi satelliti abbandonati nello spazio.

In tutto, per implementare l’internet veloce satellitare, si prevede quindi l’invio nello spazio di circa sedicimila satelliti nei prossimi anni. Sempre che non si aggiungano ulteriori concorrenti alla partita, eventualità non peregrina visto che anche Facebook ha annunciato di voler far parte della disputa lanciando il progetto Athena (anche se il fatto che all’annuncio, vecchio ormai di un paio d’anni, non siano seguiti passi concreti testimonia come i competitor forse giudichino ormai troppo ampio il vantaggio acquisito nella corsa dalla SpaceX). Per capire cosa significhino quantitativamente 16mila satelliti può essere sufficiente sapere che fino al 2018 il numero totale dei satelliti presenti nello spazio non arrivava a 200. E qui iniziano i problemi. Il primo è relativo all’inquinamento luminoso. I satelliti sono formati da parti di acciaio altamente refrattario, che minaccia di rendere verso la terra scie di luce che, seppur quasi per nulla percettibili dall’occhio umano, possono compromettere l’osservazione spaziale con i telescopi e mettere a repentaglio alcune specie animali particolarmente sensibili. Il video seguente, prodotto dal Global Meteor Center, mostra con la tecnica del timelapse le scie prodotte dal passaggio dei satelliti SpaceX.

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In seguito alle preoccupazioni espresse la SpaceX si è messa a lavorare a nuovi satelliti opacizzati e il 7 gennaio 2020 ha mandato in orbita il primo modello di satellite denominato Darksat, mentre Elon Musk ha annunciato di essere al lavoro per nuovi accorgimenti, tra i quali l’inserimento di un parasole, che consentiranno di non avere “nessun impatto sull’osservazione astronomica”. In uno studio pubblicato il 17 marzo un gruppo di astronomi ha misurato la luminosità di Darksat e di un altro satellite SpaceX senza alcun trattamento di oscuramento. L’indagine rivela che DarkSat ha una luminosità di 0,88 magnitudini, il 55% più scuro del normale satellite SpaceX. Un risultato che è stato definito promettente, ma comunque molto al di sotto delle specifiche minime richieste dagli astronomi.

Infatti la IAU – ovvero l’Organizzazione astronomica internazionale che riunisce oltre 13.500 astronomi professionisti provenienti da oltre 100 paesi del mondo – ha lanciato l’allarme con un comunicato ufficiale. “L’organizzazione – si legge – abbraccia il principio di un cielo buio e silenzioso come essenziale non solo per far avanzare la comprensione dell’Universo di cui facciamo parte, ma anche come risorsa per tutta l’umanità e per la protezione della fauna selvatica notturna. Non comprendiamo ancora l’impatto di migliaia di questi satelliti visibili sparsi nel cielo notturno e nonostante le loro buone intenzioni, queste costellazioni satellitari possono minacciare entrambi. Le preoccupazioni scientifiche sono duplici. In primo luogo, le superfici di questi satelliti sono spesso realizzate in metallo altamente riflettente e i riflessi del sole nelle ore successive al tramonto e prima dell’alba li fanno apparire come punti che si muovono lentamente nel cielo notturno. Sebbene la maggior parte di questi riflessi possano essere così deboli da essere difficili da individuare ad occhio nudo, possono essere dannosi per le capacità sensibili dei grandi telescopi astronomici a terra, inclusi gli estremi telescopi per il rilevamento grandangolare attualmente in costruzione. In secondo luogo, nonostante notevoli sforzi per evitare di interferire con le frequenze della radioastronomia, i segnali radio aggregati emessi dalle costellazioni satellitari possono ancora minacciare osservazioni astronomiche alle lunghezze d’onda radio. I recenti progressi della radioastronomia, come la produzione della prima immagine di un buco nero o la comprensione della formazione dei sistemi planetari, sono stati possibili solo attraverso sforzi concertati per salvaguardare il cielo dalle interferenze radio”.

Il 25 maggio 2019, l’Osservatorio Lowell di Flagstaff, in Arizona, ha scattato questa immagine del gruppo di galassie NGC 5353 e NGC 5354. Le scie provengono da 25 satelliti della SpaceX. Le immagini successive realizzate con gli stessi rivelatori riporteranno le stesse interferenze per diversi minuti, poiché i rivelatori vengono completamente saturati dai satelliti di passaggio. (Credit immagine: International Astronomic Union)

Non è tutto. Un altro rischio collegato al lancio di migliaia di satelliti dello spazio è già stato prefigurato nel 1978. Prende il nome di sindrome di Kessler, dal nome del consulente della Nasa che lo studiò pubblicando i risultati in un saggio accademico.

Lo scenario è pressapoco il seguente. Ogni satellite spaziale è una potenziale fonte di rifiuti e detriti spaziali. Tra parti abbandonate, rotture, e interi satelliti che hanno esaurito il proprio ciclo di vita si stima esitano già almeno 9.000 detriti metallici che vagano per lo spazio a velocità che raggiungono l’inimmaginabile velocità di 57.600 km/h, e nei prossimi anni verosimilmente aumenteranno a dismisura. Kessler studiò cosa potrebbe succedere in caso di incidente: l’energia cinetica della collisione tra due oggetti di massa piuttosto grande (con diametro di qualche centimetro o decimetro) crea una nuvola di detriti sotto forma di schegge lanciate in direzioni casuali. Ogni frammento ha quindi il potenziale per indurre ulteriori impatti, creando un numero ancora maggiore di rifiuti spaziali. Con una collisione abbastanza grande (ad esempio tra una stazione spaziale e un satellite ormai fuori uso), la quantità di detriti prodotti a cascata potrebbe essere sufficiente a rendere il livello di orbita bassa praticamente inattraversabile. Detto in poche parole: un effetto a catena di collisioni tra detriti renderebbe impossibile l’osservazione e le missioni spaziali per millenni.

i detriti spaziali in orbita attorno alla terra (copyright immagine: ESA – Agenzia Spaziale Europea)

Un problema complesso, la cui reale possibilità è da tempo al centro degli studi degli specialisti (sulla pagina Wikipedia in inglese si possono trovare citati decine di studi) e che non è stato evidentemente valutato applicando quel principio di precauzione che dovrebbe guidare certi esperimenti di portata globale. Per ora sappiamo che già lo mattina del 12 settembre 2019 un satellite dell’Agenzia spaziale europea ha seriamente rischiato di finire contro il piccolo veicolo spaziale della SpaceX. Di fronte a rischi di questa portata, anziché non considerare il rischio di ritrovarsi lo spazio pieno di schegge riflettenti capaci di oscurare la volta celeste, sarebbe bene che venissero valutate le preoccupazioni espresse da centinaia di astrologi. Invece siamo ancora al punto in cui un solo ente nazionale (ovviamente americano, nella fattispecie la Federal Communications Commission) senza alcun controllo da parte delle altre agenzie mondiali, può autorizzare il lancio di migliaia di satelliti in pochi mesi. Ma se i possibili rischi dell’esperimento sono globali non dovrebbero esserlo anche le decisioni?

 

 

 

 





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