La questione relativa ai detriti spaziali è diventata di primaria importanza nell'ambito delle attività spaziali. Negli ultimi anni con l'avvento della "New Space Economy" il numero di satelliti attivi in orbita bassa è cresciuto in maniera esponenziale aumentando così le possibilità di impatto tra satelliti operativi e detriti spaziali. L'utilizzo di sistemi ottici costituisce una scelta efficace e ben consolidata per l'osservazione di oggetti orbitanti, nonostante alcuni vincoli dovuti alle condizioni di visibilità del satellite. In questo ambito, il laboratorio di Sistemi Spaziali e Sorveglianza Spaziale dell'Università "La Sapienza" di Roma (S5Lab) ha contribuito in maniera attiva al tracciamento e all'identificazione dei detriti spaziali e di oggetti in fase di rientro grazie allo sviluppo di vari metodi e tecniche di osservazione e analisi dei dati. Tali attività rientrano inoltre all'interno di diverse collaborazioni internazionali tra cui l¿Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) e la Space Surveillance and Tracking (SST) del progetto Space Situational Awarness (SSA) dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), in cui S5Lab è impegnata insieme ad altre istituzioni. Queste collaborazioni fanno sì che S5Lab possa contare su un network di telescopi posizionati in diverse parti della superficie terrestre. Questa proposta di progetto è dedidcata all'ultima attività, in ordine cronologico, appena cominciata dal team di S5Lab che riguarda l'osservazione e il tracciamento dei frammenti causati dall'esplosione del terzo stadio FREGAT-SB (SSN 37756) del lanciatore russo Zenith-3SLBF avvenuta l'8 maggio 2020 tra le 04:02 e le 05:51 UTC.
Sapere la posizione e la velocità di un oggetto orbitante, quindi conoscerne quello che viene chiamato "stato", è di fondamentale importanza al fine di avere un quadro d'insieme dell'oggetto stesso: sapere su che orbita viaggia, se questa è stabile o meno, se sono necessarie manovre orbitali per correggere la sua traiettoria. Quando l'oggetto di interesse è un satellite attivo questa procedura è abbastanza semplice dato che si tratta di utilizzare i dati di telemetria per verificarne lo "stato di salute" ed è quindi possibile stabilire una connessione tra stazione di terra e satellite. Il procedimento si complica quando l'oggetto di interesse è un detrito; dal momento che tale corpo orbitante non è più attivo, non è nemmeno controllabile e lo scambio di dati di telemetria con la stazione di terra cessa del tutto. L'unico modo per determinarne lo stato è quello di osservarlo da Terra, in modalità ottica o in modalità radar o come spiegato in precedenza utilizzando entrambe le modalità. Se il detrito è di grandi dimensioni, dell'ordine dei metri come potrebbe essere un terzo stadio di un lanciatore, la procedura di osservazione risulta più semplice rispetto al caso di detriti più piccoli, e quindi riuscire a osservarlo e catalogarlo è più agevole. Tuttavia, se un debris noto, di cui si conosce quindi lo stato, dovesse frantumarsi per esempio a causa di un'esplosione, come è avvenuto per il detrito di interesse in questa proposta, i frammenti generatisi diventerebbero a loro volta dei detriti di cui non si conosce nulla, con potenziali danni ingenti se dovessero impattare contro un satellite operativo. È necessario dunque avere più informazioni possibili sull'immediato post-esplosione e su questi nuovi detriti al fine poter stilare una strategia di osservazione e una modalità di analisi successiva. Questa proposta si pone l¿obbiettivo di ottenere queste informazioni preliminari, sapere quindi se in prima approssimazione il modello di esplosione isotropa è un modello effettivamente valido per conoscere il comportamento dei frammenti generatisi subito dopo l¿esplosione. In questo problema, le variabili che entrano in gioco maggiormente sono due: la velocità e il tempo. La prima, come detto in precedenza nella proposta, è responsabile della cosiddetta "ellisse pulsante" ovvero tutti i detriti che si generano nell'esplosione subiranno impulsi di diversa entità, direzione e verso provocando così innalzamenti o abbassamenti della quota dell'orbita o traiettorie fuori dal piano orbitale. La seconda influenzerà il moto dei frammenti perché con il trascorrere del tempo sarà più consistente l'azione delle perturbazioni orbitali a cui tutti gli oggetti orbitanti, che siano essi artificiali o meno, sono sottoposti.
La novità in questa proposta sta proprio nella possibilità di capire il comportamento dei detriti dovuti a una esplosione sia negli attimi immediatamente successivi a essa sia nel corso del tempo. Validare questo modello su un caso reale come quello del FREGAT-SB permetterà di avere, nei casi futuri, una base solida da cui cominciare lo studio più approfondito del problema.