Trascina per ruotare, rotella/pizzico per lo zoom, clic su un punto per la scheda dell'oggetto. Ogni punto è un oggetto più grande di circa 10 cm in LEO (≈ 0,3–1 m in GEO) tracciato dalla rete di sorveglianza statunitense e reso pubblico; i frammenti più piccoli, molto più numerosi, non compaiono.
Un'orbita è una caduta continua: il satellite cade verso la Terra ma si muove di lato abbastanza in fretta da «mancarla» sempre. Più è basso, più deve essere veloce e più breve è il giro. Questa sola relazione decide quasi tutto: latenza, copertura, numero di satelliti necessari, vita orbitale, esposizione ai detriti.
Disegno in scala reale delle quote rispetto al raggio terrestre (6 378 km). La LEO è una pellicola sottile: la ISS orbita a una distanza dalla superficie pari a circa 1/16 del raggio terrestre.
Quota media (semiasse maggiore − raggio terrestre) di ogni oggetto, in barre impilate per tipo. I picchi raccontano scelte industriali (Starlink a 480–560 km, OneWeb a 1 200 km), vincoli fisici (la fascia geostazionaria a 35 786 km) ed eventi (la nube Fengyun-1C attorno a 850 km).
0° · GEO. Un satellite sull'equatore a 35 786 km gira con la Terra e appare fermo nel cielo: ideale per TV, meteo e telecomunicazioni regionali, ma con ≈ 240 ms di ritardo andata-ritorno.
97–99° · eliosincrone (SSO). Il rigonfiamento equatoriale (J2) fa ruotare il piano orbitale di ≈ 0,986°/giorno, come il Sole apparente: il satellite passa sempre alla stessa ora locale. È l'orbita dell'osservazione della Terra.
63,4° · Molniya/Tundra. A questa inclinazione «critica» l'effetto J2 sull'argomento del perigeo si annulla: l'apogeo resta fisso sull'emisfero nord e il satellite vi staziona per ore. Usata da Russia per comunicazioni e allerta precoce.
Circa metà degli oggetti catalogati è un satellite funzionante. Il resto è materiale inerte: satelliti spenti, stadi di razzo abbandonati, frammenti di esplosioni e collisioni. E dal 2020 una sola azienda gestisce la maggioranza dei satelliti attivi.
Oggi in orbita ci sono due stazioni abitate in modo permanente. Entrambe volano basse, tra 380 e 430 km, dove la radiazione è contenuta e i rifornimenti costano meno, ma dove l'atmosfera residua le frena: senza periodiche riaccensioni dei motori rientrerebbero in pochi anni.
Alla quota della ISS la densità dell'aria è di circa 10⁻¹² kg/m³, un miliardesimo di quella al suolo, ma la stazione la attraversa a 7,7 km/s con pannelli grandi come un campo da calcio. La resistenza riduce il semiasse maggiore di qualche decina di metri al giorno (molto di più col Sole attivo): periodicamente Progress, Cygnus o Dragon alzano l'orbita.
Il catalogo misura questo effetto nel termine ṅ/2 degli elementi orbitali: per la ISS nello snapshot vale — giri/giorno², pari a un abbassamento di circa — al giorno.
Un rocket body è lo stadio superiore di un lanciatore rimasto in orbita dopo aver rilasciato il carico. Sono pochi rispetto ai frammenti, ma concentrano una frazione enorme della massa: corpi di più tonnellate, senza controllo d'assetto, spesso con propellente residuo e batterie che possono esplodere decenni dopo.
In LEO i rocket body rappresentano una quota della massa molto più alta del loro numero. Una collisione tra due stadi da 9 t (come gli SL-16/Zenit raggruppati tra 830 e 850 km) genererebbe da sola, secondo il modello NASA, circa — frammenti ≥ 10 cm: più di Fengyun-1C.
Ogni esplosione o collisione produce una nube di frammenti che parte dallo stesso punto con piccole differenze di velocità (decine-centinaia di m/s). Ciascun frammento finisce su un'orbita leggermente diversa: in pochi giorni la nube diventa un anello, in pochi anni un guscio che avvolge la Terra.
Ogni frammento è disegnato due volte: apogeo (giallo) e perigeo (rosso) in funzione del periodo. La «X» che si forma indica il punto di rottura: i pezzi spinti in avanti salgono di apogeo e allungano il periodo, quelli spinti indietro abbassano il perigeo e rientrano prima.
Ascensione retta del nodo ascendente (Ω) e inclinazione dei frammenti oggi. Una nube appena nata ha un unico Ω; la precessione J2, diversa per ciascun frammento, la distribuisce su tutti i 360° in alcuni anni. Fengyun-1C (2007) e Cosmos 2251 (2009) sono ormai completamente spalmate; CZ-6A (2024) è ancora in fase di dispersione.
Nel 1978 Donald Kessler e Burton Cour-Palais (NASA) mostrarono che, oltre una certa densità di oggetti, le collisioni producono frammenti più in fretta di quanto l'atmosfera li rimuova. Ogni collisione aumenta la probabilità della successiva: la popolazione cresce da sola, anche senza nuovi lanci. Non è un evento improvviso da film, ma un processo lento — decenni o secoli — che può rendere alcune quote inutilizzabili.
Il numero atteso di collisioni in un guscio è proporzionale al quadrato del numero di oggetti: raddoppiare la popolazione quadruplica il rischio.
Ṅ_coll ≈ ½ · N² · σ · v_rel / Vσ = sezione d'urto, v_rel ≈ 10 km/s in LEO, V = volume del guscio.
A 10 km/s un oggetto di 1 cm porta l'energia di un'auto di una tonnellata a ≈ 40 km/h; uno di 10 cm quella di ≈ 17 kg di tritolo. Oltre 40 J per grammo di bersaglio, il bersaglio si frantuma.
N(≥ L) = 0,1 · M^0,75 · L^−1,71Modello di frammentazione NASA (Johnson et al., 2001): due oggetti per 1 000 kg totali producono ≈ 900 frammenti ≥ 10 cm.
L'unico pozzo naturale è la resistenza atmosferica, che decresce esponenzialmente con la quota. Sotto 500 km i detriti rientrano in anni; tra 800 e 1 000 km restano per secoli.
Popolazione iniziale presa dallo snapshot (oggetti con apogeo < 2 000 km). Tre popolazioni per guscio di 50 km: satelliti attivi (manovrano), oggetti intatti derelitti (satelliti spenti e rocket body), frammenti ≥ 10 cm.
Modello «particelle in una scatola» a gusci, nello spirito degli studi NASA LEGEND / ESA DELTA ma enormemente semplificato. A ogni passo di 3 mesi: (1) collisioni in ciascun guscio secondo la teoria cinetica dei gas, con v_rel = 10 km/s e sezioni d'urto medie; i satelliti attivi evitano la frazione indicata di incontri; (2) i frammenti prodotti seguono il modello NASA (urto catastrofico se l'energia supera 40 J/g) e vengono distribuiti sui gusci vicini (±75 km); (3) decadimento: oggetti derelitti e frammenti scendono di guscio con un tempo di residenza ricavato da vite orbitali tipiche ad attività solare media (frammenti: vita ridotta per l'area/massa maggiore); (4) fine missione: i satelliti attivi si ritirano dopo la vita indicata; una quota pari al tasso PMD viene rimossa, il resto diventa derelitto; (5) i lanci ricostituiscono le flotte; (6) ADR: rimozione dei derelitti nei gusci più a rischio.
Se la probabilità annua di impatto per un satellite in un guscio supera la soglia indicata (senza manovre), il guscio viene considerato abbandonato dagli operatori e non vi si lancia più.
Limiti principali. Orbite trattate come circolari; nessuna dipendenza dall'inclinazione; ciclo solare medio; nessun detrito 1–10 cm (non tracciabile, ma letale: ≈ 1,5 milioni secondo ESA MASTER-8); costellazioni modellate come gas casuale (in realtà sono coordinate, quindi gli urti interni sono sovrastimati); nessuna saturazione: valori oltre 10⁵ frammenti indicano solo che il guscio è diventato inutilizzabile. È uno strumento per capire i meccanismi (N², pozzi, soglie, effetto PMD e ADR), non per prevedere numeri.