Negli ultimi decenni l’ambiente orbitale terrestre ha visto un progressivo aumento del numero di satelliti operativi e di detriti spaziali generati da collisioni, esplosioni e dalla permanenza in orbita di oggetti non più attivi, con conseguente congestione delle orbite basse. Questa condizione rappresenta una minaccia concreta per la sicurezza delle operazioni spaziali e ha portato la comunità internazionale a promuovere tecniche di mitigazione del rischio e soluzioni per il deorbiting dei satelliti a fine vita. Tra le tecnologie proposte, i tether elettrodinamici costituiscono un sistema di deorbiting in grado di generare una forza frenante grazie all’interazione tra la corrente indotta nel cavo conduttivo e il campo magnetico terrestre. Tuttavia, la loro configurazione geometrica li rende potenzialmente vulnerabili agli impatti con altri oggetti in orbita. Questo lavoro si propone di valutare il rischio di impatto per un sistema tether durante la fase di discesa orbitale, attraverso l’analisi di diversi profili di missione forniti. Lo studio considera separatamente sia la componente dei detriti spaziali human-made, tramite modelli di densità derivati dal software MASTER dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), sia la presenza dei satelliti della costellazione Starlink in orbita bassa. L’obiettivo dell’analisi è fornire una stima preliminare della probabilità di impatto, al fine di supportare le scelte progettuali e operative connesse all’impiego di tether elettrodinamici in ambienti orbitali altamente congestionati.

Valutazione del rischio di impatto per un sistema tether in ambiente orbitale

CECCHERINI, CHIARA
2024/2025

Abstract

Negli ultimi decenni l’ambiente orbitale terrestre ha visto un progressivo aumento del numero di satelliti operativi e di detriti spaziali generati da collisioni, esplosioni e dalla permanenza in orbita di oggetti non più attivi, con conseguente congestione delle orbite basse. Questa condizione rappresenta una minaccia concreta per la sicurezza delle operazioni spaziali e ha portato la comunità internazionale a promuovere tecniche di mitigazione del rischio e soluzioni per il deorbiting dei satelliti a fine vita. Tra le tecnologie proposte, i tether elettrodinamici costituiscono un sistema di deorbiting in grado di generare una forza frenante grazie all’interazione tra la corrente indotta nel cavo conduttivo e il campo magnetico terrestre. Tuttavia, la loro configurazione geometrica li rende potenzialmente vulnerabili agli impatti con altri oggetti in orbita. Questo lavoro si propone di valutare il rischio di impatto per un sistema tether durante la fase di discesa orbitale, attraverso l’analisi di diversi profili di missione forniti. Lo studio considera separatamente sia la componente dei detriti spaziali human-made, tramite modelli di densità derivati dal software MASTER dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), sia la presenza dei satelliti della costellazione Starlink in orbita bassa. L’obiettivo dell’analisi è fornire una stima preliminare della probabilità di impatto, al fine di supportare le scelte progettuali e operative connesse all’impiego di tether elettrodinamici in ambienti orbitali altamente congestionati.
2024
Impact risk assessment for a tether system in an orbital environment
Detriti spaziali
Sistema tether
Rischio di impatto
Ambiente orbitale
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