Vorrei sapere in che modo,e in base a quali parametri si determinano le orbite dei satelliti, e come essi la mantengono.

Imporre
l’orbita ad un satellite è, almeno in teoria, piuttosto semplice: basta
pensare che il moto orbitale è perfettamente descritto dalla legge di
gravità e dalle condizioni iniziali di posizione e velocità del corpo.
Ciò significa che ogni orbita intorno alla Terra può essere pienamente
descritta stabilendo per un punto qualsiasi della traiettoria il vettore
velocità del corpo orbitante, dunque è sufficiente portare il satellite
in un punto della sua orbita finale ed imporgli la giusta velocità perché
esso mantenga l’orbita voluta. Quanto detto viene in effetti compiuto
dai lanciatori (ovvero i razzi), il cui compito è quello di portare il
satellite alla giusta quota e di imporgli la corretta velocità; solitamente
i satelliti sono pure dotati di uno stadio finale per la correzione finale
dell’orbita. Il raggiungimento di quest’ultima può anche avvenire in più
fasi: se è necessario portare il corpo su un’orbita molto alta o difficilmente
imponibile al lancio, lo si mette su un’orbita più bassa, detta “di parcheggio”
e, nel momento in cui esso passa in un punto che interseca la traiettoria
finale, si accendono nuovamente i razzi per cambiare la velocità e imporre
quella nuova.

Per quanto
riguarda il mantenimento dell’orbita, almeno in condizioni ideali, essa
è eterna, per cui il satellite continua lungo la sua traiettoria per un
tempo indefinito. Ciò è vero anche in pratica per tutti gli oggetti posti
su orbite alte, cioè orbitanti a qualche migliaio di Km. sopra la superficie
terrestre; per questi la fine operativa avviene solitamente per guasti
o per l’immissione su una traiettoria simile di qualche satellite più
moderno che ne rende obsoleti i servizi offerti. Per le orbite basse,
invece, interviene l’attrito atmosferico che fa perdere gradatamente velocità
al satellite e gli fa dunque perdere quota, fino al rientro in atmosfera
ed alla conseguente distruzione. Per ovviare a ciò si ricorre a due possibili
soluzioni: la maggior parte dei satelliti è dotata, come detto, di piccoli
motori che servono, oltre alle correzioni di rotta, a ristabilire di tanto
in tanto la quota, almeno fino ad esaurimento del combustibile; la seconda
possibilità, molto più costosa, è di inviare uno Shuttle che afferri col
suo braccio robotizzato il satellite e lo riporti alla quota corretta.
La seconda eventualità viene adottata in pratica solo per i costosissimi
satelliti scientifici (tipo lo Space Telescope) che richiedono anche una
manutenzione umana. E’ da notare che anche nei corpi celesti privi di
atmosfera (tipo la Luna) le orbite molto basse non possono essere mantenute
in eterno; ciò avviene a causa del fatto che il campo gravitazionale non
è perfettamente centrale ma si trovano spesso vicino alla superficie dei
“mascon” (contrazione dell’inglese MASs CONcentration – concentrazione
di massa), cioè dei punti un cui la gravità si fa improvvisamente più
intensa, causando instabilità nell’orbita ed un suo progressivo degrado.

Per finire, vorrei farti notare che il fatto che le orbite sopra i 500
km. siano molto “durature” (sulle scale di tempo umane) costituisce un
gravissimo problema per l’astronautica in quanto esse tendono ad essere
sempre più occupate da satelliti un disuso, ultimi stadi di lanciatori,
frammenti di satelliti esplosi (o fatti esplodere per evitare il rischio
di spionaggio tecnologico!), ecc… i quali rischiano di colpire i nuovi
oggetti messi in orbita, danneggiarli a loro volta e creare nuovi frammenti
pericolosi. Alcune simulazioni prevedono che, se non si metteranno in
atto degli accorgimenti efficaci, nel giro di qualche decennio risulterà
impossibile mandare un satellite nello spazio senza che esso sopravviva
più di qualche mese!