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Fino ad alcuni anni fa le orbite geocentriche dei satelliti erano divise in tre categorie a seconda della quota: orbita bassa o LEO, dall’inglese “low earth orbit”, tra i 400 e i 2000 km di quota, orbita geostazionaria o GEO, a circa 36.000 km di quota, e orbita media o MEO, alle quote intermedie. Da alcuni anni sono iniziate le sperimentazioni di satelliti in orbita bassissima o #VLEO, dall’inglese “very low earth orbit”. Il predecessore di questa categoria è stato il satellite europeo GOCE, mirato ad analizzare le variazioni del campo gravitazionale terrestre e operativo tra il 2009 e il 2013 a una quota intorno ai 250 km. Lo ha seguito il satellite giapponese SLAT, che tra il 2017 e il 2019 è stato attivo a quote decrescenti fino a quella più bassa di 167 km. Ma già nel 2016 il satellite cinese Lixing-1 era stato mantenuto per pochi giorni in un’orbita poco ellittica compresa tra i 124 e i 140 km. È possibile che altri satelliti di cui non sono a conoscenza siano arrivati a quote ancora più basse. Queste sperimentazioni sono state avviate perché la quota bassissima offrirebbe diversi vantaggi: in particolare immagini più nitide, utili per varie applicazioni, dall’agricoltura alla meteorologia e alla sorveglianza militare, e comunicazioni più veloci, vantaggiose per telefonia e internet. Tuttavia l’orbita bassissima presenta anche diversi inconvenienti ed è per questo che non si è ancora diffusa su larga scala. Il bilancio tra vantaggi e svantaggi è infatti complesso e dipende dal rapporto tra distanza da terra, velocità periferica e densità dell’atmosfera. Anche se lo spazio comincia convenzionalmente a 100 km di quota, la densità dell’atmosfera diminuisce gradualmente man mano che aumenta la quota, ma non si azzera nemmeno nelle orbite basse come quella della Stazione Spaziale Internazionale, dove anzi esercita una significativa resistenza aerodinamica che un po’ alla volta fa scendere i satelliti a quote inferiori. Per questa ragione la ISS e tutti i satelliti in orbita bassa hanno bisogno periodicamente di manovre di “reboost” che li riportano alla quota corretta ma consumano propellente. Il consumo di propellente aumenta drasticamente al diminuire della quota: nel 2011, quando la ISS è salita da una quota di 350 a una di 400 km, il propellente consumato per le manovre di reboost è diminuito da 8,6 a 3,6 tonnellate l’anno. Nell’orbita bassissima la resistenza è così alta che i motori devono essere azionati costantemente, un po’ come quando si va in bici controvento e bisogna continuare a pedalare solo per mantenere la velocità. Perciò se i satelliti in orbita bassissima usassero la propulsione chimica esaurirebbero molto rapidamente il propellente. È preferibile usare la propulsione elettrica, che dà una spinta molto bassa ma ha un’altissima efficienza, perciò si può usare più a lungo. Inoltre alcuni ricercatori stanno sperimentando propulsori che raccolgono l'atmosfera rarefatta, la riscaldano con microonde ad alta potenza e la espellono come propellente. D’altro canto, il fatto che le orbite degradino così in fretta significa che anche i detriti ritornano rapidamente a terra, perciò il problema dell’accumulo di detriti che affligge l’orbita bassa non sarà altrettanto grave nell’orbita bassissima. La poca distanza da terra crea altri due fenomeni contrastanti: da un lato aumenta la risoluzione delle immagini, ma dall’altro diminuisce l’area coperta da ogni satellite, perciò per garantire una copertura globale del pianeta servono più satelliti. Inoltre la velocità è maggiore, perciò c’è meno tempo per trasmettere i dati alle stazioni di terra. Infine, diventa importante la forma dei satelliti: per esempio non si possono usare pannelli solari molto grandi in direzione perpendicolare al moto perché farebbero troppa resistenza aerodinamica, perciò la potenza elettrica disponibile è generalmente inferiore. Ulteriori difficoltà tecniche sono le stesse dell’orbita bassa ma in forma più accentuata, come l’abbondante presenza di ossigeno in forma atomica, molto corrosivo e richiede protezioni ad hoc. Insomma, i satelliti in orbita bassissima non sono una tecnologia miracolosa ma un settore promettente, che potrebbe avere sviluppi interessanti nei prossimi anni.