È previsto per il fine settimana di Pasqua l’impatto della prima stazione spaziale cinese Tiangong-1. Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha cercato di rispondere a tutte le principali domande che si sono susseguite sui social network in questi giorni di grande preoccupazione ed agitazione.

COSA È TIANGONG-1? – È  stata la prima stazione spaziale cinese, lanciata il 29 settembre 2011. I primi tre astronauti vi sono saliti a bordo, trasportati da Shenzhou-9, nel giugno 2012, trascorrendovi 9 giorni e mezzo. Il secondo e ultimo equipaggio di tre astronauti si è agganciato alla stazione, nel giugno 2013, trascorrendovi 11 giorni e mezzo. Da allora Tiangong-1 ha continuato a essere utilizzata, disabitata, per condurre una serie di test tecnologici, con l’obiettivo di de-orbitarla, a fine missione, con un rientro guidato nella zona pressoché deserta dell’Oceano Pacifico meridionale. Purtroppo, però, il 16 marzo  2016, il centro di controllo a terra ha perso la capacità, pare in maniera irreversibile, di comunicare e impartire comandi al veicolo spaziale. La stazione spaziale precipiterà sulla terra senza controllo, non potendo essere più programmata un’accensione dei motori per un rientro guidato.

QUANTO È GRANDE? – Quando è stata lanciata, Tiangong-1 aveva una massa di 8506 kg, di cui circa una tonnellata di propellente per le manovre. Nel corso della missione la massa è però diminuita, principalmente per due motivi: 1) una parte significativa del propellente è stata consumata per le manovre orbitali e per contrastare la progressiva sottrazione di energia meccanica da parte dell’atmosfera residua; 2) i due equipaggi, durante le loro permanenze sulla stazione, hanno consumato buona parte delle scorte di cibo, acqua e ossigeno stivate a bordo. Oggi non è quindi molto diversa da quella della nave cargo russa Progress-M 27M, di cui abbiamo seguito il rientro incontrollato nel 2015.

SI TRATTA DI UN EVENTO ECCEZIONALE? – Assolutamente no. Di rientri senza controllo di stadi o satelliti con una massa superiore alle 5 tonnellate ne avvengono, in media, 1 o 2 all’anno, quindi sono relativamente frequenti.

QUANTO È GRANDE IL RISCHIO? – La probabilità di essere colpiti da un frammento è un numero piccolissimo, dell’ordine di uno su centomila miliardi. Confrontata con i rischi cui andiamo incontro nella vita di tutti i giorni, si tratta di una soglia bassissima. Tanto per fare un paio di esempi, la probabilità di essere colpiti da un fulmine è 130.000 volte maggiore, mentre quella di rimanere vittima di un incidente domestico, nei paesi sviluppati, è addirittura più grande di 3 milioni di volte.

CHE SUCCEDE DURANTE IL RIENTRO? – In un caso come quello di Tiangong-1, si parla di rientro nell’atmosfera quando l’oggetto scende a 120 km di quota. Da quel punto in avanti l’attrito dell’aria diventa sempre più significativo, e le strutture esposte di grande area e massa contenuta, come i pannelli solari e le antenne sporgenti, possono staccarsi tra i 110 e i 90 km di altezza. Il corpo del satellite, dove è concentrata gran parte della massa, rimane però generalmente intatto fino a 80 km di quota. Solo in seguito, a causa dell’azione combinata delle forze aerodinamiche e del riscaldamento prodotti dall’attrito dell’aria, la struttura principale si disintegra e i singoli componenti si trovano a loro volta esposti alle condizioni proibitive dell’ambiente circostante. Il destino dei vari pezzi dipende dalla composizione, dalla forma, dalla struttura, dal rapporto area su massa, e dal momento in cui vengono rilasciati durante la discesa. Gran parte della massa si vaporizza ad alta quota, ma se il satellite è sufficientemente massiccio e contiene componenti particolari, come serbatoi di acciaio o titanio e masse metalliche in leghe speciali, la caduta al suolo di frammenti solidi a elevata velocità, fino a qualche centinaio di km/h, è possibile.

QUALE È LA NATURA DEL RISCHIO? Per Tiangong-1 i rischi potenziali sono di due tipi: meccanico e chimico. Il rischio meccanico è quello derivante dall’urto di frammenti massicci a elevata velocità con veicoli in movimento, strutture vulnerabili e persone all’aperto. Quello chimico dipende dal fatto che, sulla base delle nostre stime, dovrebbero trovarsi ancora a bordo, non sappiamo se allo stato liquido o solido, circa 230 kg di tetrossido di azoto e 120 kg di monometilidrazina, sostanze molto tossiche (soprattutto la seconda). E’ difficile che ne arrivi a terra anche una piccola frazione, ma una contaminazione residua di alcuni frammenti non può essere completamente esclusa a priori, per cui, nel caso qualcuno si imbattesse in uno di essi, sarebbe prudente non avvicinarsi, evitare qualsiasi contatto, tenere lontani i curiosi e limitarsi ad avvertire le autorità.   

DOVE PUÒ AVVENIRE IL RIENTRO? – In linea di principio, il rientro potrebbe avvenire in qualunque località del pianeta compresa tra i 43 gradi di latitudine sud e i 43 gradi di latitudine nord. Tuttavia, tenendo conto che i frammenti, a causa di un’eventuale esplosione ad alta quota, potrebbero allontanarsi anche di un centinaio di km rispetto alla traiettoria originaria, le zone potenzialmente a rischio per la caduta di detriti devono essere estese di un grado di latitudine. L’Italia è quindi divisa in due, con le località a nord del 44° parallelo escluse a priori da qualunque conseguenza, e quelle a sud potenzialmente a rischio. La probabilità a priori che tutti i pezzi cadano in mare è del 62%. Ma se i detriti si disperdessero su un arco di 2000 km, la probabilità che nessuno di essi precipiti sulla terraferma scenderebbe al di sotto del 50%. Quanto infine alla probabilità a priori che il rientro avvenga nella fascia di latitudine compresa tra i 35 e i 43 gradi nord, essa si aggira intorno al 18%.

CHE COSA È POSSIBILE PREVEDERE? –  Il calcolo di affidabili finestre temporali di incertezza, che si restringono progressivamente, mano a mano che ci si avvicina al rientro, permette di affrontare il problema in maniera completamente diversa. Non bisogna infatti trovare dove e quando l’oggetto rientrerà, cosa fisicamente impossibile in questi casi, bensì dove non cadrà. Nelle ultime 36 ore si può infatti cominciare a escludere progressivamente delle aree del pianeta sempre più vaste, via via che ci si avvicina al rientro, sperando di eliminare alla fine più del 97% delle aree inizialmente considerate a rischio. In questo modo, per esempio, l’Italia può essere esclusa quasi sempre almeno diverse ore prima che il rientro abbia luogo. Per le aree residuali che restano invece all’interno della finestra temporale di incertezza fino alla fine, non resta che assumere le misure precauzionali decise preventivamente, aspettare, e vedere, tenendo comunque conto che il rischio effettivo rimane piccolissimo.

CHI STA MONITORANDO IL RIENTRO? – Il rientro di Tiangong-1 è monitorato da numerosi soggetti, pubblici e privati, in tutto il mondo, Italia compresa. Il Laboratorio di Dinamica del Volo Spaziale dell’Istituto ISTI del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), a Pisa, attivo in questo settore dal 1979, da molti mesi ormai analizza l’evoluzione orbitale dell’oggetto ed elabora autonomamente previsioni di rientro distribuite a enti nazionali e internazionali.

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