6. Appendice: l'orbita geostazionaria


   - Definizione
   Tra le orbite che le leggi di Keplero permettono intorno ad un corpo celeste, in particolare la Terra, l'orbita geostazionaria riveste una particolare importanza. La definizione di questa orbita consiste nell'affermare che il velivolo spaziale (satellite) orbita lungo una traiettoria circolare (eccentricità nulla), sincrona con il periodo siderale di rotazione terrestre e giacente su un piano passante per l'equatore (inclinazione nulla). Ciò significa che il satellite compie una rivoluzione intorno alla Terra in 23h 56m 04s rimanendo sempre allo zenit di un punto sulla superficie terrestre sito sull'Equatore (punto subsatellitare), ossia appare sempre nello stesso punto dello spazio. La posizione di un satellite geostazionario si indica con i gradi ad est (E) o ad ovest (W) rispetto al meridiano di Greenwich proiettato nello spazio.

   Uguagliando l'accelerazione centrifuga con l'attrazione gravitazionale terrestre, si calcola che il raggio dell'orbita geostazionaria è pari a circa 42245 km a seconda della forma della Terra assunta (fig. A). La velocità lungo l'orbita è poco superiore agli 11000 km/h.

   L'area della superficie terrestre teoricamente visibile da un satellite geostazionario corrisponde ad un cerchio con un raggio di circa 9050 km, tracciato intorno al punto subsatellitare collocato per definizione sull'equatore. Questo cerchio si estende dal punto subsatellitare in latitudine da 81.4° nord ad 81.4° sud, in longitudine per 81.4° verso est e per 81.4° verso ovest (fig. B).

   A causa dell'attenuazione atmosferica, però, un satellite deve trovarsi ben al di sopra dell'orizzonte per effettuare comunicazioni sicure. Senza la presenza di stazioni terrestri potenti l'elevazione minima utile al di sopra dell'orizzonte è di 10° ed anche maggiore nelle aree montuose. Queste considerazioni restringono il raggio della zona di visibilità ("area di visibilità") a 7952 km.


   - Storia
   In un famoso articolo dell'ottobre 1945 lo scienziato/scrittore Clarke affermava che un servizio di radiodiffusione, che potesse trasmettere attraverso una diffusione dei segnali costante in tutte le direzioni e, allo stesso tempo, su tutta la superficie del globo, sarebbe stato indispensabile per la società del futuro. Egli immaginò che questo potesse avvenire tramite tre satelliti, strategicamente posizionati nello spazio (fascia di Clarke), in un'orbita geostazionaria. Clarke scoprì che un satellite geostazionario ha una visione costante di circa il 40% della superficie terrestre ed è completamente visibile da qualsiasi punto in questa area permettendo, quindi, trasmissioni continue. Di conseguenza, le antenne terrestri non necessitano di essere continuamente riorientate seguendo l'arco orbitale tracciato dal satellite.

   Dal primo satellite geostazionario lanciato nel 1963, il numero dei satelliti nell'orbita geostazionaria ha continuato a crescere. Negli anni Ottanta il numero di satelliti in questa orbita è cresciuto al ritmo del 18% l'anno. Come lo spettro radio, l'orbita geostazionaria è largamente considerata una risorsa naturale limitata. Sebbene quest'orbita possa teoricamente ospitare una moltitudine di satelliti senza rischio di collisione, il numero dei satelliti che possono operare nell'orbita geostazionaria, su una determinata frequenza senza causare interferenze, è in realtà molto più limitato.

   La questione dell'affollamento nell'orbita geostazionaria apre un dibattito molto sentito dalla comunità internazionale ed i Paesi in via di sviluppo ritengono che, mentre loro stanno diventando tecnologicamente ed economicamente in grado di inviare satelliti nell'orbita geostazionaria, le posizioni disponibili stanno lentamente diminuendo. Le nazioni più evolute sostengono, invece, che le innovazioni tecnologiche precluderanno la reale congestione dell'orbita. Ne discende che le potenze spaziali spingono la comunità internazionale affinché l'orbita geostazionaria sia amministrata secondo il principio "first come, first served", mentre i Paesi in via di sviluppo richiedono una forte pianificazione dei processi di assegnamento.


   - I rischi di collisione
   I dati indicano come col passare degli anni il numero dei satelliti messi in orbita o destinati ad essere lanciati crescerà in maniera esponenziale. Tale crescita, però, non è accompagnata ancora da innovazioni tecnologiche tali da rendere il problema della congestione dell'orbita trascurabile. Il numero di satelliti in servizio crea sempre maggiori difficoltà alle nazioni che, affacciandosi solo ora sul mondo delle radiocomunicazioni spaziali, necessitano di posizioni orbitali particolari per la creazione di reti di telecomunicazione via satellite a carattere nazionale. Infatti, per alcune bande di frequenza, alcuni segmenti orbitali risultano, all'inizio degli anni Novanta, già essere sovraffollati.

   Due sono i fattori che limitano il numero di satelliti che possono utilizzare l'orbita geostazionaria: le interferenze fisiche tra satelliti (numero di satelliti soggetti a collisione) e le interferenze pregiudizievoli (larghezza di banda soggetta a interferenza).

   A causa di variazioni orbitali risultanti da fattori naturali come l'ellitticità dell'equatore terrestre, l'attrazione gravitazionale del Sole e della Luna, le radiazioni solari, un satellite tende a spostarsi longitudinalmente, muovendosi su e giù, da nord a sud dell'equatore, disegnando nello spazio una sorta di otto. Per contrastare questo movimento i satelliti sono dotati di sistemi che permettono di contrastare tali movimenti. I satelliti geostazionari moderni possono mantenere la posizione orbitale con una precisione che raggiunge i 0.1°, sia in longitudine che in latitudine. Tale spostamento corrisponde ad un'area spaziale di circa 150 km da nord a sud e da est a ovest. Il satellite, inoltre, può variare posizione anche in altitudine di circa 30 km. L'orbita geostazionaria, quindi, può essere vista come un lungo tunnel, diviso in tanti blocchi di 150 x 150 x 30 km. Potendo mantenere, come abbiamo detto, la propria posizione orbitale in longitudine con una precisione di 0.1°, la maggior parte dei satelliti odierni potrebbe essere posizionata con una distanza intersatellitare di 0.2° senza praticamente alcun rischio di collisione. Perciò, tenuto conto delle tolleranze che le attuali apparecchiature di governo consentono, sono individuabili circa 1800 posizioni orbitali potenziali nell'orbita geostazionaria. Nonostante tali sistemi e tali tolleranze, esiste comunque un piccolo rischio teorico di collisione tra satelliti adiacenti. Pertanto, nella realtà, i satelliti sono posizionati ad almeno 2° di distanza, ossia circa 3000 km. Il rischio principale di collisione per satelliti nell'orbita geostazionaria deriva, però, dai satelliti inattivi alla deriva nell'orbita stessa. Il rischio di collisione, però, comincia ad aumentare significativamente solo quando sono presenti nell'orbita dei sistemi di dimensioni considerevoli come i satelliti ad energia solare che sono dotati di ampi pannelli solari.

   Visto che il rischio maggiore di collisione tra satelliti deriva dalla presenza nell'orbita di satelliti inattivi alla deriva, è diventata sempre più comune la loro rimozione dall'orbita geostazionaria al termine della loro vita operativa. Poiché i satelliti inattivi oscillano in altitudine di circa 500 km, si è pensato che essi possano essere spostati e riposizionati in un'orbita stabile circolare, tra i 100 e i 200 km al di sopra di quella geostazionaria. Quest'operazione potrebbe limitare fortemente il rischio di collisione.


   - Lo status giuridico
   Il primo punto da affrontare per qualificare la condizione giuridica dell'orbita geostazionaria, consiste nel verificare se le attività satellitari in essa esercitate sono libere o soggette alla sovranità dello Stato sottostante.

   Tutti i principi attinenti l'accesso all'orbita geostazionaria sono, però, rimasti lettera morta, poiché un abisso tecnico e finanziario divide i Paesi sviluppati da quelli del Terzo Mondo. Tale divario è talmente ampio che solo i primi occupano realmente l'orbita. Fu proprio contro questa "colonizzazione dello spazio" che i Paesi in via di sviluppo si ribellarono, rivendicando, attraverso la dichiarazione di Bogotà del 3 dicembre 1976, la proprietà sulle porzioni di orbita geostazionaria che sovrastano i loro territori nazionali. Gli otto Stati della fascia equatoriale firmatari (Brasile, Colombia, Congo, Ecuador, Indonesia, Kenya, Uganda e Zaire) sostenevano che l'orbita geostazionaria non appartenesse allo spazio extra-atmosferico a causa della sua dipendenza dalla forza gravitazionale terrestre venendo, di conseguenza a cadere il divieto di inappropriabilità dell'orbita secondo il Trattato del 1967. Quindi, denunciarono l'applicabilità dell'articolo 2 del Trattato del 1967, pronunciando il divieto dello sfruttamento dell'orbita geostazionaria sovrastante i loro Paesi, poiché soggetta alla loro sovranità. Tale dichiarazione risultò inefficace data la fragilità della tesi addotta e la totale mancanza di seguito nella comunità internazionale. Inoltre, lo stesso Regolamento delle radiocomunicazioni precisa che l'orbita geostazionaria è un fenomeno naturale derivante dalla combinazione di più forze, delle quali solo una è terrestre, mentre le altre appartengono allo spazio cosmico. Ne consegue che tale orbita non può che essere parte dello spazio cosmico e, pertanto, sottoposta alle norme consuetudinarie codificate dal Trattato sullo spazio.

   Ma, se fu facile confutare tale dichiarazione di sovranità sull'orbita, così, al contrario, risulta legittimo domandarsi se l'onnipresenza dei Paesi sviluppati sull'orbita geostazionaria non corrisponda, in pratica, ad una appropriazione, per via dell'utilizzo o dell'occupazione, vietata dallo stesso articolo 2. La ratio del Trattato del 1967 ci autorizza a dedurre che la libertà di accesso si traduce certamente nel libero diritto d'utilizzo di una posizione orbitale, ma non nel diritto di proprietà accordato a colui che beneficia di tali risorse. Tuttavia, alla luce di alcuni comportamenti tenuti dalle amministrazioni nazionali, può sorgere qualche dubbio.

   Benché i testi istitutivi ed i Regolamenti dell'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (UIT-ITU) siano perfettamente conformi ai principi di diritto internazionale pubblico in materia spaziale, essi non prevedono degli strumenti atti a sanzionare le infrazioni. Il Regolamento delle radiocomunicazioni determina solamente i procedimenti da seguire per l'assegnazione delle posizioni orbitali, lasciando alla buona volontà delle amministrazioni l'osservanza dei principi generali di diritto internazionale, ossia che tutto ciò che non è interdetto, è permesso. Le norme internazionali prevedono, ad esempio, che la registrazione e l'assegnazione di una posizione orbitale non conferisca alcuna priorità permanente, poiché tale fatto ostacolerebbe la creazione di nuovi sistemi satellitari messi in opera da Paesi che magari solo ora hanno le possibilità tecniche e finanziarie per farlo. Di conseguenza, invita tutti i Paesi ad intraprendere tutte le misure necessarie affinché ciò possa avvenire. Secondo tale norma, le amministrazioni dovrebbero fare in modo che le assegnazioni delle frequenze per le applicazioni spaziali fossero utilizzate nel modo più efficace possibile, fatto che ne comporterebbe la liberazione, una volta terminato il loro utilizzo. Alcuni comportamenti, come l'automatica sostituzione dei satelliti obsoleti, derivanti dalle lacune regolamentari dell'UIT mettono seriamente in dubbio lo status giuridico dell'orbita geostazionaria e dello spettro delle frequenze, oltrepassando, forse, il confine dei comportamenti leciti introdotto dal principio di determinazione funzionale dello spazio cosmico.