La maggior parte del tempo, la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è in orbita attorno alla Terra ad un’altitudine di circa 220 miglia (354 km), il che la colloca in un’orbita terrestre bassa (LEO). Questa distanza può cambiare, tuttavia, ed è variata da 205 miglia (330 km) a un massimo pianificato di 248 miglia (400 km). Anche a queste altezze, c’è una piccola quantità di resistenza dall’atmosfera estremamente sottile, che rallenta la velocità orbitale della stazione e la avvicina alla superficie. Questo effetto è maggiore per la stazione spaziale che per altri satelliti a causa delle sue dimensioni relativamente grandi. A volte, l’altezza viene regolata verso l’alto per compensare questo effetto o in previsione di una maggiore resistenza dovuta all’interazione tra l’attività solare e l’atmosfera superiore della Terra.
Orbita terrestre bassa
La zona dell’orbita terrestre bassa si estende fino a circa 1,243 miglia (2,000 km) dalla superficie del pianeta. Il vantaggio principale di mettere qualcosa in questa zona è che i tempi di viaggio da e per il satellite sono brevi e viene utilizzato meno carburante nel trasporto dei materiali o dell’equipaggio avanti e indietro. Lo svantaggio è che ci sarà una certa resistenza dall’atmosfera, che si estende in questa regione dello spazio, anche se in forma molto sottile. Ciò significa che gli oggetti in LEO devono avere le loro orbite regolate di volta in volta, altrimenti rallenteranno, cadranno costantemente più vicino alla Terra e alla fine si schianteranno. I satelliti che non hanno bisogno di essere visitati saranno normalmente collocati in un’orbita più alta, ma LEO è preferito per stazioni spaziali con equipaggio o altri oggetti che richiedono frequenti visite con o senza equipaggio.
Trovare l’Orbita Giusta
Mantenere un oggetto in LEO a una data altitudine richiede l’uso di carburante, o propellente, per mantenere la sua velocità o per portarlo a un’altezza maggiore se è sceso leggermente. Più vicino alla Terra, è necessario meno propellente nei viaggi verso la stazione spaziale, ma la resistenza atmosferica è maggiore, quindi viene utilizzata più carburante per mantenerla in carreggiata. Più lontano dalla terra, l’ISS utilizza meno carburante per mantenere la sua orbita, ma ne viene utilizzato di più per mantenere la stazione rifornita e trasferire l’equipaggio. Occorre trovare un equilibrio tra questi fattori.
Ad un’altitudine di 220 miglia (354 km), l’ISS utilizza circa 19,000 libbre (8618 kg) di propellente ogni anno regolando la sua orbita. Alla sua orbita pianificata di 248 miglia (400 km), la stazione richiederà meno regolazioni e dovrebbe utilizzare solo 8,000 libbre (3629 kg) di carburante. Ciò significa che i razzi di rifornimento, sebbene utilizzino più carburante, possono trasportare meno per la stazione, lasciando più spazio per altri oggetti.
Altri fattori che influenzano l’altitudine della Stazione Spaziale Internazionale sono l’attività solare, la radiazione solare e cosmica e la spazzatura spaziale. Quando l’attività solare è elevata, aumenta la densità dell’atmosfera ad altitudini molto elevate, aumentando la resistenza sulla stazione, così che la sua orbita deve essere regolata verso l’alto. Poiché la stazione trasporta un equipaggio umano, tuttavia, devono essere considerati gli effetti di una maggiore esposizione alle radiazioni ionizzanti del Sole e dei raggi cosmici, che limitano l’aumento della distanza orbitale.
Anche la spazzatura spaziale, composta da frammenti scartati da razzi e altri detriti, è molto comune a LEO e deve essere evitata. Idealmente, l’orbita della stazione la terrà lontana dagli oggetti conosciuti, ma la ISS può essere spostata leggermente più in alto o più in basso per evitare detriti, se viene rilevata in anticipo e ritenuta una minaccia. Altre volte, i membri dell’equipaggio possono trasferirsi temporaneamente sulla navicella spaziale Soyuz nel caso in cui i detriti colpiscano la stazione e causino gravi danni.