Satellite artificiale

I satelliti artificiali producono l’energia di cui necessitano per mezzo di celle solari, di batterie ricaricabili con celle solari e, in alcuni casi, di generatori nucleari. Il telescopio spaziale Hubble, ad esempio, è dotato di una coppia di pannelli solari della superficie totale di circa 290 m², capaci di fornire una potenza di 5500 watt; nei satelliti del Global Positioning System, più piccoli, la superficie dei pannelli solari è di circa 4,6 m² e la potenza fornita di 700 watt. In genere i pannelli sono ripiegati durante il lancio e vengono dispiegati soltanto una volta raggiunta l’orbita definitiva.

Per raccogliere efficientemente l’energia solare necessaria al proprio funzionamento e per inviare a Terra i dati attraverso le antenne, un satellite deve mantenere un’orientazione ben determinata rispetto al Sole e alla Terra. A tale scopo è dotato di una serie di dispositivi, quali piccoli motori, ruote giroscopiche e magneti, che mantengono l’inclinazione ideale; i magneti, in particolare, conservano la posizione del satellite interagendo con il campo magnetico terrestre. Altri accessori prevengono l’usura dovuta al calore sviluppato per attrito con gli strati alti dell’atmosfera e i danni dovuti alle radiazioni ionizzanti e all’impatto di micrometeoriti.

Pur essendo molto rarefatta, l’atmosfera presente alle quote a cui orbitano i satelliti artificiali oppone una certa resistenza al loro moto; a lungo andare, questi dissipano energia per attrito, rallentando e perdendo quota. La durata di un satellite in orbita dipende dalle sue caratteristiche fisiche (forma, dimensioni, massa), e dall’altezza e orientazione dell’orbita. In generale, un satellite leggero ma di grosse dimensioni perde quota molto più facilmente di un satellite più compatto, in orbita alla stessa altitudine; il satellite più grande, infatti, ha una superficie più estesa che sviluppa un attrito maggiore con l’atmosfera.

Per quanto riguarda l’orbita, e in particolare l’altitudine, un satellite installato a 200 km al di sopra della superficie terrestre, dove l’atmosfera è ancora relativamente densa, può mantenere la quota per un periodo limitato, mediamente compreso tra una settimana e tre mesi; a 300 km lo stesso satellite può rimanere in orbita fino a due anni; al di sopra dei 1000 km, dove l’atmosfera è estremamente rarefatta, anche migliaia di anni.

Un satellite può smettere di essere operativo per problemi di strumentazione o per collassamento dell’orbita. Nel primo caso, può essere abbandonato a se stesso e continuare a percorrere la sua traiettoria intorno alla Terra indefinitamente, andando ad aumentare il numero dei residui inutilizzati che affollano lo spazio; altrimenti, nel caso possa essere riparato e riutilizzato, viene ricondotto a Terra da appositi motori. Nel secondo caso – qualora perda quota a causa dell’attrito con l’aria – è destinato a bruciare nell’impatto con gli strati più bassi e più densi dell’atmosfera.