Clean Space : l'initiative de l’ESA pour endiguer la hausse des débris spatiaux

Matthieu Legouge
Spécialiste Hardware
05 juillet 2019 à 08h25
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Débris spatiaux
Débris spatiaux : une menace bien réelle © NASA Orbital Debris Program Office

L'agence spatiale européenne (ESA) entend bien participer et trouver des solutions innovantes face aux débris spatiaux qui orbitent autour de la Terre.

En s'accumulant en orbite depuis les débuts de la conquête spatiale, les débris spatiaux sont devenus, au fil du temps, une problématique incontournable en raison des risques qu'ils engendrent pour les engins en activité et les futures missions. Les différentes agences spatiales, ainsi que les acteurs privés de ce secteur, se doivent de trouver des solutions pour minimiser au mieux les menaces d'impacts.

Une situation préoccupante

Si les pannes et autres pertes de matériels causées par des débris spatiaux restent à l'heure actuelle encore peu fréquentes en orbite, la situation pourrait rapidement s'envenimer compte tenu de la fin de vie programmée de nombreux satellites, ainsi que du lancement de programmes d'ampleur tels que les constellations de satellites OneWeb (plus de 600 satellites), ou encore le projet Starlink de SpaceX qui entend constituer un réseau de près de 12 000 satellites ! En outre, les capacités de certains pays émergents à abattre des satellites, comme l'a fait l'Inde en avril dernier avec la mission Shakti ou encore la Chine en 2007 avec Fengyun-1C, ne font qu'aggraver une situation déjà préoccupante.

Une menace bien réelle

Particulièrement dangereux en raison de leur énergie cinétique élevée, les débris spatiaux sont susceptibles d'entrer en collision avec des engins en activité avec une vitesse moyenne de 10 km/s. À cette allure, un débris de moins de 1 cm est en mesure de perforer et dégrader des équipements, ce qui peut entraîner la panne, ou la perte de l'engin dans le pire des cas. En outre, ces collisions engendrent de nouveaux débris plus ou moins gros qui deviendront à leur tour une menace. Bien que les probabilités qu'un débris de grande taille vienne percuter un engin en activité, ou un autre débris de grande taille, comme le malheureux Envisat - le plus gros débris en orbite actuellement avec ses 8 200 kg - soient relativement faibles, les conséquences d'une telle collision seraient désastreuses et ne feraient qu'accélérer ce problème jusqu'à un point de non-retour, soit une réaction en chaîne, sorte « d'effet boule de neige ».


Jan Woerner, directeur général de l'ESA, affirme par ailleurs que l'agence spatiale européenne doit « très régulièrement modifier le cap de ses satellites pour éviter les objets les plus volumineux ».

Selon lui, à l'instar du changement climatique « personne ne peut nier que ces débris sont là » ; il estime qu'il est nécessaire de prendre des mesures et que tous les acteurs de ce secteur y soient sensibilisés. Jan Woerner explique : « Imaginez que lorsque votre voiture ne fonctionne plus, vous soyez autorisé à la laisser 25 ans au milieu d'un passage à niveau, ce serait totalement stupide. Ce n'est pas possible. [...] l'espace est quelque chose comme ça - comme une route, une rue. C'est une infrastructure et nous devons la nettoyer »

Minimiser les risques

Bien que l'ESA ne soit pas seule dans son effort visant à résoudre les problèmes liés aux débris spatiaux - la NASA ou encore Airbus sont également sur le coup - l'agence spatiale européenne compte bien prendre le taureau par les cornes avec son initiative Clean Space.

Jouant sur plusieurs tableaux, cette initiative ne vise pas uniquement à « nettoyer l'espace », mais aussi, et surtout, à faire en sorte de produire le moins de débris spatiaux possible dans un futur proche. Ainsi, plusieurs projets sont actuellement en cours pour endiguer cette hausse des débris spatiaux afin d'éviter l'effet boule de neige dont nous parlions un peu plus haut.

Tout d'abord, le projet e.Deorbit étudie la possibilité d'une mission « d'enlèvement des débris ». Elle consistera à capturer en orbite basse un satellite abandonné de l'ESA afin de l'amener vers une rentrée atmosphérique contrôlée de manière à ce que l'engin brûle dans l'atmosphère terrestre.


Le projet e.Deorbit présenté en vidéo


L'ESA a par ailleurs réalisé il y a quelques temps un test permettant aux chercheurs de mieux comprendre pourquoi certains instruments ne se consument pas lors de leur rentrée atmosphérique. Les chercheurs ont en effet brûlé un magnéto-coupleur - un instrument particulièrement robuste permettant d'orienter certains satellites dans l'espace - dans la soufflerie à plasma du DLR German Aerospace Center de Cologne. Outre le fait de regarder cet instrument se consumer de manière spectaculaire, l'agence espère ainsi étudier et aider à concevoir des instruments qui ne représenteraient pas une menace, aussi bien pour les personnes et les biens que pour la faune et la flore, en tombant du ciel.

Si cette initiative de l'ESA n'en est encore qu'à ses balbutiements, elle porte néanmoins la volonté de sensibiliser le public ainsi que les politiciens à une problématique qui ne fait que s'amplifier et devrait logiquement continuer de s'accroître au fil des années. Des vies humaines (risque au sol après une rentrée atmosphérique incontrôlée, ISS, vols habités, etc.) sont en jeu, et de nombreux instruments scientifiques coûteux et difficiles à développer sont menacés par les débris spatiaux : il est donc nécessaire d'agir rapidement et l'ESA compte bien montrer l'exemple grâce à son initiative Clean Space.
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Niverolle
Le nombre de débris est évidement le facteur clef, mais la relative imprécision des mesures ainsi que la difficulté de simuler précisément les trajectoires accentuent encore le problème. Cette incertitude résiduelle, fait que l’ISS, doit manœuvrer plusieurs fois par semaine, le plus souvent par simple précaution (compte tenu de l’enjeu, le NORAD vise le risque 0).<br /> Un exemple de collision :<br /> fr.wikipedia.org<br /> Collision entre les satellites Iridium-33 et Kosmos-2251<br /> Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.<br /> La collision entre les satellites Iridium-33 et Kosmos-2251 a eu lieu le 10 février 2009 à 16 h 56 TU à 776 kilomètres au-dessus de la péninsule de Taïmyr en Sibérie. Cette collision impliquait le satellite commercial Iridium 33 (560 kg), de l'entreprise Iridium Satellite spécialisée dans la téléphonie par satellite, et le satellite Kosmos-2251 (900 kg), un satellite de téléco...<br />
BetaGamma
Sauf que Musk et son délire de milliers de satellites va polluer au delà de toute raison !
rexxie
Les satellites de Musk seront sur une orbite ultra basse, et seront systématiquement envoyés brûler dans l’atmosphère lorsque inutiles. Ils ont déjà testé avec 2 des 60 déjà en orbite.<br /> De plus, SpaceX se fait un point d’honneur de générer le moins possible de déchets lors des lancements.<br /> La pollution spatiale est grandement exagérée du fait que les distances sont inimaginablement grandes et que comme pour l’aviation, les zones orbitales sont séparées en corridors, en couches.<br /> La zone d’orbite basse se situe, en pratique, entre 300 à 2000 km de hauteur.<br /> Si je me souviens bien, les corridors sont règlementés à tous les ~200 mètres d’altitude. Il y a quelque 7200 corridors juste pour l’orbite basse. Il faut aussi penser que la surface de chaque couche agrandit à mesure qu’on s’éloigne de la terre.<br /> L’orbite moyenne, qui va de 2000 à 35 780 km d’altitude est divisée de la même façon!<br /> Les images qui nous sont montrées pour illustrer le nombre de satellites exagèrent énormément la dimension des satellites proportionnellement à la planète… forcément sinon on ne verrait rien du tout.<br /> En pratique, bien que les chances de collisions ne soient pas nulles, elles sont très improbables.
nomdediu
Il est quand même assez incroyable que, quelques décennies après le commencement de la “conquête spatiale” spatiale, on a déjà commencé à foutre un beau bordel en orbite…L’Homme est quand même un gros dégueulasse.
Niverolle
Effectivement, on pourra reprocher tout ce que l’on voudra a Space X mais certainement pas d’être le plus mauvais élève de la classe en terme de génération de débris. Par contre, les chances de collisions avec de petits débris sont loin d’être nulles (et, en toute rigueur, on a déjà eu un cas entre deux satellites).<br /> Je rajouterais que BetaGamma aime surtout lancer des gros trolls bien velus (à chaque fois je me dis, que c’est trop gros, que ça passera pas, mais en fait si).
Fodger
On investit à peine l’espace qu’on le pollue déjà comme des gorets.<br /> Une belle preuve d’intelligence de cette humanité.
FDA
Vous avez raison. Les simulations montrent une situation qui n’est pas réelle car la taille des satellites et débris est très surdimensionnée. Mais ce n’est pas plus mal… Ce qui est certain est que, en absence d’une vraie autorité globale de régulation des satellites en orbite, en absence de lois ou normes qui obligent à respecter des requirements en ce qui concerne leur fin de vie, etc., nous allons vers la crise systémique. Il faut mettre en place une vraie gouvernance mondial dans ce domaine clé (contrôle du trafic). Il faut aussi mettre en place des moyens de désorbitation des satellites en orbite basse qui sont déjà en fin de vie et qui vont y rester pendant plus de 25 ans si rien n’est fait, etc.
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