Space debris detection with LEO satellite constellations

La proliferazione dei detriti spaziali rappresenta una sfida critica per la sostenibilità delle operazioni satellitari, comportando rischi crescenti di collisioni, interruzioni di servizio e fenomeni a catena come la Sindrome di Kessler. Questa tesi indaga metodi opportunistici per la rilevazione dei detriti spaziali, con particolare attenzione al miglioramento della Space Situational Awareness (SSA) in orbita bassa (LEO). Dopo una revisione della classificazione, distribuzione e dei rischi associati ai detriti orbitali, vengono analizzate le tecniche più avanzate di rilevamento, tra cui la stima dei parametri di canale tramite collegamenti intersatellitari, il rilevamento basato su segnali GNSS diffusi dai detriti e l’impiego di payload di comunicazione laser a duplice scopo. Sulla base di questi elementi, il lavoro esplora l’integrazione della costellazione europea IRIS² con schemi radar di rilevamento in configurazioni sia monostatiche che bistatiche. Viene effettuata una modellizzazione della Radar Cross Section (RCS) per detriti di 1 cm e 1 mm in diversi intervalli di frequenza, valutando le prestazioni di rilevamento attraverso analisi di budget di potenza, modelli di risoluzione in distanza e tecniche di codifica dei segnali come il radar a onda continua modulata in fase (PMCW). Un confronto con sistemi terrestri (ad es. TIRA, HUSIR) evidenzia i compromessi tra copertura, risoluzione e sensibilità.