È necessario adottare un sistema di economia circolare anche per lo spazio

Una navicella Soyuz in avvicinamento alla ISS. Foto: NASA

Quando si parla di sostenibilità ambientale il pensiero corre agli oceani, alle foreste, ai ghiacciai in ritirata. Raramente si pensa allo spazio. Eppure l’orbita terrestre è oggi uno degli ecosistemi più vulnerabili e meno regolati, un ambiente saturo di oggetti invecchiati, scarti di missioni passate, frammenti generati da collisioni e da esplosioni casuali, che ruotano per decenni intorno alla Terra. Secondo le stime più recenti, il numero di oggetti superiori ai dieci centimetri supera le 50.000 unità, mentre quelli più piccoli potrebbero essere centinaia di milioni. Allo stesso tempo, ogni lancio immette nella stratosfera particelle di black carbon (un componente di particolato fine PM 2.5) e residui metallici che interagiscono con l’ozono, mentre un numero crescente di satelliti rientra in atmosfera liberando elementi che non erano mai stati parte dei cicli terrestri. È un quadro che mette in crisi l’idea dello spazio come luogo infinito e inesauribile, e che spinge una parte della comunità scientifica e industriale a ripensare l’intero modello di utilizzo delle risorse oltre l’atmosfera.

Due studi hanno riacceso il dibattito. Il primo e meno recente, presentato allo IAC 2024, analizzava le percezioni di un gruppo di esperti sulla necessità di una circular space economy, evidenziando punti di convergenza e divergenze sui tempi della transizione. Il secondo, pubblicato nel 2025 su Chem Circularity, propone un approccio radicalmente più tecnico e strutturale, esplorando flussi di materiali, criticità nella catena di approvvigionamento, limiti del modello attuale e potenzialità di tecnologie come l’intelligenza artificiale, il design modulare e la manifattura in orbita. Insieme raccontano un settore consapevole dei rischi del modello lineare “produrre, usare, abbandonare”, ma ancora lontano dall’aver costruito alternative realmente operative.

L’orbita come ambiente finito

L’impatto delle attività spaziali non è solo una questione di detriti. Il rapido aumento dei lanci commerciali ha accresciuto le emissioni di particolato ad alta quota e ampliato l’incertezza sugli effetti a lungo termine per il clima e per la chimica dell’atmosfera. Diversi studi citati nel paper del 2025 richiamano la capacità del black carbon di alterare il bilancio energetico e la possibilità che i metalli rilasciati dai rientri — alluminio, nichel, particelle ossidate — contribuiscano alla degradazione dell’ozono. È un aspetto ancora poco discusso, che avvicina la sostenibilità spaziale a quella terrestre e mostra come la distinzione fra “sopra” e “sotto” sia ormai sempre più permeabile.

Il punto di maggiore evidenza resta comunque la saturazione orbitale. La crescita delle megacostellazioni ha moltiplicato il rischio di collisioni e di eventi di frammentazione: il 65% dei detriti oggi in orbita – viene spiegato nello studio – deriva proprio da rotture improvvise, esplosioni di residui di carburante o impatti non controllati. In assenza di interventi, questo ciclo di auto-alimentazione rischia di rendere alcune fasce orbitali troppo pericolose per essere utilizzate, con conseguenze economiche, strategiche e di sicurezza enormi.

Ripensare il ciclo di vita: dal fine vita al fine uso

L’idea alla base dell’economia circolare dello spazio nasce proprio da questo contesto. Nel paper del 2024 gli esperti intervistati proponevano di sostituire la logica del fine vita con quella del fine uso. Un satellite non dovrebbe essere progettato per diventare un rifiuto al termine della sua missione primaria, ma per essere riparato, aggiornato, riconfigurato o utilizzato come base per nuove funzioni. È un cambio di paradigma che richiede progettazione modulare, manutenzione in orbita, standard condivisi e la capacità di trattare i componenti come risorse e non come scarti inevitabili.

Lo studio del 2025 amplia questa visione e la riporta a terra, analizzando in dettaglio quali materiali utilizziamo per costruire razzi e satelliti e quanto sia complicato riciclarli. La mappa dei materiali presentata nelle prime pagine mette in evidenza la forte dipendenza da elementi come titanio, berillio, tungsteno, terre rare e cobalto, tutti caratterizzati da disponibilità limitate, concentrazione geografica della produzione e difficoltà di estrazione o trattamento. Alcuni materiali, come il berillio, presentano rischi legati alla tossicità; altri, come le terre rare, sono oggi quasi interamente sotto controllo cinese. In questo quadro, la possibilità di estendere la vita dei componenti o di recuperarli assume anche un valore industriale e strategico.

Materiali, supply chain e inefficienze sistemiche

Il paper ricorda che la costruzione di un singolo vettore come Falcon 9 richiede circa 549 tonnellate di materiali, delle quali solo poche decine arrivano davvero in orbita. La maggior parte viene bruciata, dispersa o abbandonata nelle fasi di ascesa. Le strutture satellitari stesse, una volta spente o spostate in orbite cimitero, diventano miniere inaccessibili di tecnologie ad altissima precisione. Recuperarle richiede costi e rischi ancora troppo elevati, mentre lasciarle degradare comporta un costo collettivo di cui oggi nessuno si assume pienamente la responsabilità.

Le inefficienze non riguardano solo la fase operativa. I test di qualifica, indispensabili per garantire l’affidabilità, richiedono lo sviluppo di numerosi modelli aggiuntivi: ingegneristici, strutturali, termici, di qualifica. Secondo le stime riportate dallo studio del 2025, per ogni chilo di hardware che vola nello spazio ce ne sono da tre a dieci che rimangono a Terra sotto forma di prototipi o scarti di lavorazione. È qui che tecnologie come i digital twin possono ridurre la quantità di materia necessaria, simulando ambienti e condizioni estreme senza dover costruire modelli fisici multipli.

Le strategie della circolarità: ridurre, riutilizzare, riciclare

L’economia circolare spaziale si muove lungo tre direttrici principali. La prima è la riduzione, che riguarda l’uso di materiali più leggeri e riciclabili, la miniaturizzazione dei carichi utili, la standardizzazione delle interfacce e lo sviluppo di missioni capaci di portare in orbita molti più satelliti in un singolo lancio. La seconda è il riutilizzo, già realtà per i booster di SpaceX e in parte per capsule e componenti specifici, ma ancora poco esplorata per i satelliti: far rientrare un veicolo, ispezionarlo, sostituire gli elementi critici e reinserirlo in servizio richiede tecnologie di controllo avanzate e un nuovo modo di pensare alla missione. La terza direttrice è il riciclo, ancora agli inizi, ma potenzialmente rivoluzionaria: dai sistemi chiusi di riciclo dell’acqua nelle stazioni spaziali alle prime ipotesi di “officine orbitali” per smontare satelliti fuori uso e ottenere materie prime da reimpiegare.

Lo schema di integrazione delle 3R presentato nel paper del 2025 mostra come ogni fase del ciclo di vita possa essere interessata dalla circolarità. Dal design basato su materiali separabili, fino alle tecnologie di cattura dei detriti e di riciclo in orbita, l’obiettivo è creare linee di continuità che evitino la produzione di rifiuti e massimizzino il valore estratto da ogni chilogrammo di materiale lanciato.

L’intervento dell’intelligenza artificiale

L’intelligenza artificiale appare nel paper come un abilitatore trasversale. I sistemi di controllo autonomo potrebbero migliorare le manovre per evitare le collisioni in orbita, riducendo il rischio di frammentazioni; gli algoritmi di manutenzione predittiva permetterebbero di intervenire prima che un componente critico fallisca; l’elaborazione intelligente dei dati permetterebbe di ridurre le trasmissioni a Terra e prolungare la vita dei satelliti. Progetti come PhiSat-1 dell’ESA, o il sistema AEGIS della NASA, mostrano come l’IA possa filtrare i dati in tempo reale, aumentare l’autonomia e rendere ogni missione più efficiente. Allo stesso modo, i digital twin aiutano a prevedere il comportamento dei materiali in condizioni estreme e a ottimizzare la progettazione, riducendo scarti e test fisici.

Produzione in situ, manifattura in orbita e riparazione: una nuova filiera

Un altro passaggio cruciale riguarda l’utilizzo delle risorse in loco, noto come in situ resource utilization. L’idea, ancora agli inizi, è ridurre la dipendenza dalla Terra sfruttando materiali presenti sulla Luna, su Marte (in un futuro ancora molto lontano) o sugli asteroidi. Allo stesso tempo, la manifattura in orbita apre alla possibilità di riparare ciò che oggi viene abbandonato: sostituire un modulo difettoso, ricostruire una superficie danneggiata, assemblare componenti direttamente in quota.

In parallelo si sta sviluppando l’on-orbit servicing, la capacità di rifornire, riparare o riposizionare un satellite. È un settore nascente, ma nei prossimi anni potrebbe trasformare radicalmente la gestione delle flotte orbitali.

Il nodo della governance

La transizione verso un’economia circolare dello spazio non può avvenire senza nuove regole. Il quadro normativo attuale è frammentato, spesso obsoleto, e in alcuni casi non tiene conto della dimensione industriale e commerciale dell’economia spaziale moderna. Il paper del 2025 sottolinea come l’Outer Space Treaty, pur vietando l’appropriazione dei corpi celesti, resti ambiguo sull’estrazione e l’uso delle risorse. 

Lo studio invita a un coordinamento internazionale analogo a quello sviluppato in altri settori industriali: standard condivisi per l’assemblaggio modulare, obblighi di progettazione per smontaggio o per la dismissione controllata, incentivi per tecnologie di riciclo e riutilizzo, forme di certificazione per valutare l’impatto di ogni missione.

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Un approccio sistemico per evitare il collasso orbitale

Il caso della Stazione Spaziale Internazionale, destinata al rientro controllato entro il prossimo decennio, è emblematico della mancanza di un approccio sistemico alla circolarità. Una delle infrastrutture più complesse mai costruite dall’umanità finirà nell’oceano senza che sia stato definito un vero piano per recuperare materiali o componenti ancora preziose. È un esempio che mostra come la sostenibilità dello spazio richieda non solo nuove tecnologie, ma una visione di insieme che colleghi progettazione, produzione, operazione e fine uso all’interno di un’unica catena di valore.

La retorica dello spazio come frontiera infinita ha guidato per decenni l’immaginario collettivo. Oggi, però, quella frontiera appare sempre più fragile, limitata e contesa. Gli studi del 2024 e del 2025 offrono due prospettive complementari: da un lato la maggiore consapevolezza della comunità spaziale rispetto ai rischi del modello attuale, dall’altro la realtà concreta dei materiali, delle risorse e dei vincoli fisici che definiscono ogni missione. Insieme mostrano che l’economia circolare non è un elemento decorativo, ma uno dei passaggi necessari per garantire continuità e sicurezza alle attività orbitali.