Un’orbita terrestre bassa (LEO) è un’orbita da circa 100 a 1240 miglia (160-2000 km) sopra la superficie terrestre. Quasi tutti i voli spaziali umani hanno avuto luogo nell’orbita terrestre bassa, con poche eccezioni degne di nota. Un gran numero di satelliti si trova anche in un’orbita terrestre bassa, così come la Stazione Spaziale Internazionale.
In effetti, quello che molte persone pensano come spazio dalle fotografie è ancora ben all’interno di un’orbita terrestre bassa. Il LEO stesso è contenuto approssimativamente dalla fascia di radiazioni di Van Allen più interna, che è tenuta in posizione dal campo geomagnetico terrestre. C’è una certa sovrapposizione tra LEO e la cintura di Van Allen, con alcuni satelliti che risiedono nella cintura. La stessa fascia di radiazione interna di Van Allen pone effettivamente difficoltà al funzionamento dei satelliti, perché i satelliti devono essere schermati contro gli alti livelli di energia presenti. C’è una proposta per drenare l’energia da questa cintura in modo sostanziale, riducendo la quantità di schermatura che sarebbe necessaria, così come il pericolo rappresentato per l’essere umano dai livelli di energia.
C’è una quantità significativa di resistenza esercitata sugli oggetti all’interno di un’orbita terrestre bassa, a seconda della loro altitudine. Al di sotto di circa 310 miglia (500 km) gli oggetti risiedono all’interno della termosfera, mentre al di sopra di questa altitudine si trovano all’interno dell’esosfera. In entrambi sono presenti vari gas, che esercitano una resistenza sui satelliti, richiedendo loro di consumare una certa energia per rimanere in orbita. Poiché questa resistenza aumenta al diminuire dell’altitudine, non è comune che gli oggetti vengano posizionati a un’altezza inferiore a circa 185 miglia (300 km).
Un certo numero di diversi oggetti umani risiedono in LEO, da diversi periodi di tempo. Il più notevole di questi è probabilmente la Stazione Spaziale Internazionale, che si trova a circa 200 miglia (320 km) sopra la superficie terrestre, ben all’interno della termosfera. La Stazione Spaziale Internazionale è visitata regolarmente dallo Space Shuttle, dalla navicella Soyuz, dall’Automated Transfer Vehicle e dalla navicella Progress, tutte impegnate solo in missioni LEO.
Un gran numero di satelliti risiede anche in LEO, viaggiando intorno al mondo in circa 90 minuti, a una velocità di circa 5 miglia al secondo (8 km/s). Lanciare un satellite in un’orbita terrestre bassa richiede molta meno energia rispetto a lanciarlo nello spazio e l’attrezzatura necessaria per inviare un segnale alla Terra può essere molto meno potente. Per questi motivi, i satelliti LEO sono ancora ampiamente utilizzati, anche se non possono rimanere situati su una parte del pianeta come possono fare i satelliti geostazionari nello spazio. I detriti ingombrano anche l’orbita terrestre bassa, con circa 8,500 oggetti più grandi di 10 cm attualmente tracciati. Questi detriti rappresentano una minaccia per i satelliti e le missioni, poiché anche piccoli oggetti che viaggiano a quella velocità possono causare danni enormi.
Per tutta l’attività umana nello spazio, una quantità sorprendentemente piccola di essa ha effettivamente avuto luogo al di fuori dell’orbita terrestre bassa. La quantità di energia necessaria per portare un veicolo al di fuori di questa orbita è enorme e il ritorno può essere complicato, rendendo i voli con equipaggio particolarmente audaci. Il programma Apollo, che alla fine ha inviato uomini sulla superficie lunare, è probabilmente il programma più noto per inviare umani al di fuori di LEO, e da quel momento solo una manciata di altri veicoli con equipaggio ha superato la barriera.