Nel 2025 in orbita si contano oltre 14.000 satelliti individuali e 27.000 oggetti tracciati (inclusi i satelliti inattivi, gli stadi di razzi e i detriti più grandi): tra i rischi di questo sovraffollamento spaziale ci sono collisioni, inquinamento luminoso, cyber-attacchi, malfunzionamento delle comunicazioni con la Terra.  

Per rispondere alle sfide del sovraffollamento satellitare, università e aziende stanno collaborando al fine di trovare soluzioni innovative basate sull'intelligenza artificiale: è così che nasce ASIMOV, “autopilota spaziale” intelligente capace di avvicinarsi, mappare e monitorare in autonomia oggetti inattivi o non cooperativi (come satelliti guasti) per ispezioni, manutenzione o rimozione. Il progetto è coordinato da AIKO, scaleup torinese che sviluppa software avanzati basati su Intelligenza Artificiale e automazione per applicazioni spaziali, in collaborazione con Politecnico di Milano, T4i e Tiny Bull Studio e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana.

“Il Politecnico di Milano contribuisce allo sviluppo degli algoritmi e gioca un ruolo centrale nelle attività di verifica con hardware-in-the-loop delle tecniche di navigazione e guida autonoma sviluppate in ASIMOV” commenta Michèle Lavagna, professore ordinario di Meccanica del volo al Politecnico di Milano. “Nel laboratorio ARGOS riproduciamo la dinamica orbitale coordinando bracci robotici, sensori ottici e modelli satellitari, acquisendo immagini in tempo reale in un ambiente che riproduce lo spazio profondo. È una frontiera nuova del controllo autonomo dei sistemi satellitari, cruciale per le future operazioni di prossimità e di in-orbit servicing”.

Il crescente affollamento dell’orbita terrestre bassa sta generando rischi sempre più concreti: oltre al pericolo di collisioni tra satelliti, che possono produrre a cascata migliaia di nuovi detriti, il fenomeno ha ripercussioni dirette sulla ricerca scientifica e sulla sicurezza. Le “mega-costellazioni di satelliti” riflettono infatti la luce solare, causando un inquinamento luminoso che disturba le osservazioni astronomiche e compromette la scoperta di fenomeni cruciali come il passaggio di asteroidi; a ciò si aggiungono interferenze nelle comunicazioni, rischi per gli astronauti e vulnerabilità legate a possibili attacchi cyber o fisici. Anche i satelliti inattivi e gli stadi di razzi abbandonati contribuiscono ad alimentare il problema: senza soluzioni di smaltimento o rimozione attiva, finiscono per vagare senza controllo nello spazio, trasformandosi da risorsa tecnologica a minaccia orbitale.

La durata di un satellite varia in base alla missione, alla tipologia e alla sua orbita: i più piccoli sono destinati ad avere una vita di pochi anni, mentre quelli di grandi dimensioni o più distanti possono rimanere operativi anche per decenni. Anche la funzione è un elemento determinante: mentre alcuni satelliti in orbita LEO rientrano naturalmente nell’atmosfera e si distruggono da soli, altri restano a vagare nello spazio, generando detriti potenzialmente pericolosi. Per questo motivo, oggi, si stanno sviluppando strategie di smaltimento e “missioni pulitrici”: esistono satelliti dedicati alla rimozione di oggetti non più attivi, sistemi per il rifornimento e l’estensione della vita operativa, tecnologie di deorbitazione controllata a fine missione. A queste si affiancano linee guida e programmi internazionali, come lo Zero Debris Charter dell’ESA, che promuovono una progettazione più sostenibile e responsabilità condivisa nella gestione del traffico spaziale.

Per affrontare il crescente problema dei detriti e dei satelliti inattivi, è nato ASIMOV (Autonomous System for In-orbit Mapping and Observation of non-cooperative Vehicles), progetto coordinato da AIKO, in collaborazione con Politecnico di Milano, Technical University of Munich, T4i e Tiny Bull Studio e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana: obiettivo è realizzare il primo vero “autopilota spaziale” intelligente, capace di ispezionare e mappare in completa autonomia oggetti non cooperativi in orbita bassa terrestre, come satelliti guasti o detriti sconosciuti. Al centro del progetto c’è un innovativo sistema di Guida, Navigazione e Controllo (GNC) basato su intelligenza artificiale, che integra moduli di navigazione autonoma e algoritmi di Reinforcement Learning utili a pianificare le traiettorie di avvicinamento. Grazie a queste tecnologie, il satellite sarà in grado di riconoscere e ricostruire la geometria degli oggetti da ispezionare senza supporto da Terra, aumentando così la sicurezza e la sostenibilità delle operazioni orbitali. Un aspetto distintivo di ASIMOV è l’infrastruttura di test: la facility robotica ARGOS del Politecnico di Milano è stata potenziata per simulare in laboratorio le condizioni orbitali e validare i sistemi sviluppati. Questo approccio duale – sviluppo software e testing fisico – non solo porterà alla creazione di un prototipo operativo, ma costituirà un’eredità strategica per il futuro dell’intero ecosistema spaziale europeo.