Ci siamo, la stazione spaziale cinese Tiangong-1, che è fuori controllo dal 2016, dovrebbe cadere sulla Terra nel fine settimana di Pasqua. Le previsioni si sprecano su dove, come e quando, e online si sta leggendo tutto e il contrario di tutto. Ne abbiamo parlato in passato, sottolineando il fatto che "fino a sei, sette ore dall'impatto non si potrà conoscere il punto preciso", e ribadiamo l'invito a non credere alle previsioni apocalittiche.
Prima di tutto perché, come spiegano gli esperti, un singolo individuo che risiede in un'area sorvolata dal satellite ha una probabilità di essere colpito da un frammento pari a uno su centomila miliardi (cioè 1:100.000.000.000.000). Per dare un'idea ancora più precisa, la probabilità di essere colpiti da un fulmine è 130.000 volte maggiore.
Secondo perché, appunto, si parla di frammenti, non di un monoblocco che precipiterà integro.
Per fare chiarezza in queste ore l'Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione A. Faedo, per bocca del dottor Luciano Anselmo dell'Istituto di scienze e tecnologie dell'informazione (ISTI) del CNR e di Carmen Pardini ha pubblicato un prezioso compendio di domande e risposte atto proprio a vedere con la giusta proporzione il fatto che si verificherà nei prossimi giorni.
Tiangong-1: dimensioni e massa
La parte di Stazione spaziale cinese che è andata fuori controllo il 16 marzo 2016 durante le manovre per il rientro guidato, ha una lunghezza complessiva di 10,5 metri, a cui sono da aggiungere due pannelli solari rettangolari, larghi 3 metri e lunghi 7. La massa totale al rientro è inferiore a quella che l'avamposto spaziale aveva al lancio, perché agli 8.506 kg originari sono da sottrarre buona parte del peso del propellente (che al decollo era di una tonnellata circa), quasi tutte le scorte di cibo, acqua e ossigeno che erano stivate a bordo e che sono state consumate dagli equipaggi che si sono susseguiti a bordo. Stando ai calcoli quindi il peso complessivo dovrebbe attestarsi a circa 7.500-7.550 kg. Un peso simile a quello del cargo russo Progress-M 27M rientrato in maniera incontrollata nel 2015, senza causare danni.
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Viene da sé che l'evento a cui stiamo per assistere non è eccezionale. A parte la Progress-M 27M a cui abbiamo accennato, infatti, in media ci sono due rientri all'anno in atmosfera di stadi o satelliti di massa superiore alle 5 tonnellate. E per la cronaca, in oltre 60 anni di attività spaziali in cui sono rientrati in media 1-2 stadi o satelliti alla settimana, nessuno è mai rimasto ferito per il rientro incontrollato di un oggetto artificiale dall'orbita terrestre.
Chiarito questo dettaglio rilevante, cerchiamo di descrivere passo per passo che cosa sta accadendo. Quello che è chiaro è che Tiangong-1 sta per rientrare nell'atmosfera terrestre, ma pochi sanno che cosa questo significhi. L'atmosfera terrestre non ha una linea di demarcazione netta in corrispondenza della quale "finisce", ma è noto che indicativamente al di sopra di 120 Km di altezza è possibile che per breve tempo un veicolo possa seguire un'orbita circolare senza precipitare. Per brevissimo perché, ricordiamo, anche la ISS che vola a 400 Km di altezza periodicamente deve accendere i motori per contrastare la perdita di quota provocata dall'atmosfera residua. Quando un veicolo spaziale scende alla quota di 120 km si parla di rientro nell'atmosfera. Da questo punto in poi l'attrito con l'aria diventa sempre più significativo. Il primo effetto è che, a un'altezza compresa fra 100 e 90 Km, le strutture esposte si staccano: parliamo dei pannelli solari, di eventuali antenne e simili.
Quasi sempre la struttura principale rimane integra fino alla quota di 80 km. A questo livello l'azione combinata delle forze aerodinamiche e del riscaldamento prodotti dall'attrito dell'aria fanno sì che la struttura principale si disintegri in frammenti. Quanto siano grandi questi frammenti e come si muoveranno dipende dalla loro composizione, dalla forma, dalla struttura, dal rapporto area su massa, e da altri elementi.
Sono questi frammenti ad essere destinati a cadere sulla Terra, e non tutti toccheranno il suolo: gran parte si vaporizzeranno ad alta quota, mentre potrebbero verosimilmente restare integri componenti particolarmente massicci come serbatoi di acciaio o titanio e masse metalliche in leghe speciali.
Dove e come atterreranno i frammenti
Veniamo al dunque: appurato che cadranno "pezzi" di Tiangong-1, il problema è dove e come. La risposta è che al momento è impossibile saperlo. Seguendo la teoria, i frammenti che supereranno il rientro in atmosfera precipiteranno su un'area di forma approssimativamente rettangolare, lunga dagli 800 ai 2000 km, nella direzione del moto, e larga circa 70 km, perpendicolarmente alla direzione del moto. È inutile che perdiate tempo con i calcoli, perché ci sono alcune incognite di cui tenere conto, non ultimo il carburante residuo (circa 3 quintali e mezzo) che potrebbe esplodere ad alta quota "sparando" frammenti anche a un centinaio di km di distanza dalla traiettoria prevista. Quest'ipotesi è improbabile, ma non la si può escludere al 100%.
C'è poi da capire quanti saranno i frammenti davvero pericolosi. Quelli che si definiscono macroscopici dovrebbero essere al massimo poche decine, e dovrebbero colpire il suolo anche a distanza di decine o centinaia di km gli uni dagli altri. Rispetto al calcolo di cui sopra, quelli più pesanti tenderebbero ad allontanarsi di più dal punto di rientro, e per ovvie ragioni dovrebbero colpire il suolo prima degli altri (nel giro di 6-7 minuti), a una velocità confrontabile con quella di un'auto di Formula 1 in rettilineo. I frammenti più leggeri dovrebbero invece cadere più vicini al punto di rientro, con un ritardo di una ventina di minuti e una velocità d'impatto con il suolo pari a una cinquantina di km/h.
Inutile dire che l'impatto di un frammento con persone e cose è un pericolo, ma come dicevamo sopra la possibilità che si verifichi è remota. Quello a cui molti non hanno prestato caso è invece il rischio chimico dell'evento, perché a bordo di Tiangong-1 potrebbero esserci circa 230 kg di tetrossido di azoto e 120 kg di monometilidrazina. Il condizionale è d'obbligo perché si parla di stime e non di dati ufficiali, e non è dato sapere che i materiali menzionati siano allo stato liquido o solido. Anche qui però è eccessivo farsi prendere dal panico: difficilmente arriverà a terra una piccola frazione di queste sostanze, ma l'evenienza non si può escludere a priori.
Sul dove, l'area del pianeta interessata dovrebbe essere quella compresa tra i 43 gradi di latitudine sud e i 43 gradi di latitudine nord, ma nell'ipotesi di un'esplosione in alta quota è da allargare alla fascia compresa tra i 44 gradi di latitudine sud e i 44 gradi di latitudine nord. Facendo riferimento in particolare all'Italia, stando a questi calcoli dovrebbero essere escluse a priori le località a nord del 44° parallelo. Il dato però è altamente provvisorio.
Guardando l'immagine qui sopra avrete subito capito quando sia vasta l'area da tenere d'occhio: come precisano gli addetti ai lavori, la probabilità a priori che il rientro avvenga nella fascia di latitudine compresa tra i 35 e i 43 gradi nord si aggira intorno al 18%, perché è direttamente influenzata da una serie di dati che non si possono stabilire con precisione e largo anticipo. Per esempio, l'orbita di partenza del detrito viene determinata da radar e telescopi di terra, che sono affetti da un certo margine di errore. Inoltre l'orientazione nello spazio dell'oggetto che sta precipitando non è costante, può evolvere in maniera spesso imprevedibile; la densità dell'atmosfera che l'oggetto in rientro deve attraversare è influenzata dall'attività solare e geomagnetica, per non calcolare il fatto che anche i migliori modelli atmosferici sono affetti da errori, che variano in funzione del tempo e delle condizioni ambientali.
Per i motivi appena elencati il documento pubblicato dall'Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione conclude che "tenendo conto di tutte queste variabili, non è possibile e non ha senso calcolare dove e quando il satellite precipiterà sulla terra, anche perché tutto è ulteriormente complicato dalla grande velocità con cui questi oggetti si spostano".
Dati più precisi si avranno immediatamente a ridosso del rientro, e non riguarderanno il dove e quando l'oggetto rientrerà, bensì dove non cadrà. Nelle 36 ore precedenti si inizieranno a escludere progressivamente delle aree del pianeta sempre più vaste, arrivando ad eliminare alla fine più del 97% delle aree inizialmente considerate a rischio. Considerata la posizione dell'Italia nell'attuale fascia di rischio, potrebbe essere esclusa diverse ore prima che il rientro abbia luogo, com'è già avvenuto molte volte in passato.
Il monitoraggio continua, in Italia ad del Laboratorio di Dinamica del Volo Spaziale dell'Istituto ISTI del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), in Europa dell'ESA. Se volete seguire l'evolversi della situazione potete dare un'occhiata al sito SatView.
Con un telescopio non riuscirete a seguire il rientro di Tiangong-1, ma nello Spazio ci sono meraviglie ben più belle da vedere!