Nous nous enfermons lentement sous un parapluie de débris spatiaux

En septembre 2019, deux satellites à environ 200 milles au-dessus de la surface de la planète se rapprochaient à une vitesse vertigineuse de 32 000 milles à l’heure. L’un était le satellite d’observation de la Terre Aeolus de l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’autre était l’un des satellites Starlink de SpaceX, et comme ils se déplaçaient à la même vitesse vers la même région spatiale, les scientifiques ont estimé qu’il y aurait une probabilité sur 1 000 que ces deux satellites entrent en collision.

L’US Air Force a vu les deux satellites se diriger l’un vers l’autre et a averti les deux organisations, mais en raison de ce que SpaceX a décrit comme un  » bug  » dans ses systèmes de communication, elle a refusé de prendre des mesures. Si les satellites s’étaient écrasés, ils auraient tous deux été complètement anéantis – et l’impact aurait projeté dans l’espace des millions de petits et de gros débris. Imaginez la scène d’ouverture du film Gravity, et amplifiez-la d’un ordre de grandeur.

Heureusement pour nous tous, l’ESA a réussi à manœuvrer son satellite pour éviter la collision, et les deux satellites poursuivent maintenant leur orbite en toute sécurité. Ce coup d’œil montre ce qui peut arriver quand l’espace est trop plein. Lorsque des milliers, voire des millions d’objets volent autour de notre planète à une vitesse fulgurante, le risque de collision est élevé.

DigitalTrends a étudié les conséquences de tous ces débris spatiaux flottant dans l’espace, et a reçu le point de vue de Donald Kessler, ancien scientifique principal de la NASA pour la recherche sur les débris orbitaux et l’un des plus grands experts mondiaux sur les débris spatiaux.

Le piège à ordures

Lorsqu’un satellite est cassé, en général, personne ne va dans l’espace pour le réparer. Lorsqu’une fusée se débarrasse d’un de ses étages, on laisse l’étage flotter partout où il est éjecté. Et lorsque deux objets en orbite s’impactent l’un l’autre, ils peuvent produire littéralement des millions de petites particules qui s’envolent dans l’espace et finissent en orbite autour de la Terre.

Tout ce matériel mis au rebut est collectivement connu sous le nom de débris spatiaux. C’est la camelote que nous avons laissée dans l’espace autour de notre planète, et elle grandit chaque année.

À la fin des années 1970, alors que la recherche sur les débris spatiaux ne faisait que commencer, Kessler a proposé une possibilité effrayante : qu’un jour, il pourrait y avoir tellement de débris en orbite terrestre basse qu’il y aurait des collisions en cascade au point qu’il serait difficile ou impossible de lancer des satellites sans les frapper par des débris. Nous serions essentiellement devenus prisonniers sur notre propre planète, et nous n’aurions personne d’autre à blâmer.

Des collisions se sont déjà produites et se produiront probablement de nouveau.

Si les craintes au sujet des débris ou des collisions potentielles entre les satellites SpaceX et ESA vous ont semblé exagérées, il convient de noter que les satellites sont déjà entrés en collision dans le passé, avec des conséquences terribles.

En 2009, deux satellites sont entrés en collision à une vitesse étonnante de 11 700 mètres par seconde (26 000 miles par heure), détruisant non seulement les deux objets, mais aussi un énorme champ de débris sur leurs deux orbites et au-delà. L’un des satellites faisait partie de la constellation de satellites de télécommunications Iridium et l’autre était le satellite Kosmos de la Force spatiale russe désactivé. Le satellite Kosmos avait été abandonné et laissé en orbite à une époque où peu de gens prenaient au sérieux la menace des débris.

Cet incident a réveillé les gens à la gravité de la menace posée par les débris. Non seulement elle pouvait détruire des satellites coûteux, mais la collision a aggravé le problème : la NASA a estimé que l’événement a créé 1 000 débris de plus de 10 centimètres de diamètre qui pourraient continuer à menacer d’autres satellites pendant des milliers d’années.

Des débris menacent la Station spatiale internationale et le télescope spatial Hubble

Il y a deux grandes questions à considérer lorsqu’il s’agit du surpeuplement de l’espace. La première est la façon dont les débris spatiaux peuvent affecter les engins déjà en orbite autour de la Terre, comme la Station spatiale internationale (ISS). L’ISS se trouve en orbite terrestre très basse, à une altitude moyenne de 330 kilomètres (205 milles), ce qui la place au milieu d’un grand nombre de débris spatiaux. L’ISS est particulièrement vulnérable aux impacts de débris parce qu’elle est si grande qu’elle a dû être conçue pour résister à des impacts de débris d’une taille pouvant atteindre 1 cm.

Afin de faire face à la menace d’autres débris, l’ISS surveille les impacts potentiels et s’écarte du chemin. « La station spatiale a été la première à commencer à faire des manœuvres pour éviter tout ce qui s’en approchait, explique Kessler, mais le problème avec ces manœuvres, c’est qu’on ne peut pas prévoir qu’il va y avoir une collision. La précision du suivi n’est suffisante que pour dire que quelque chose va passer à une distance inconfortable de vous et qu’il y a une probabilité de collision. Ils feront donc des manœuvres dans ces circonstances. »

Dans le cas de l’ISS, il est important d’être très prudent parce qu’elle est très grande et que des vies humaines sont en jeu. Il y a aussi tous les autres objets en orbite terrestre basse à considérer, comme le télescope Hubble qui orbite à environ 545 kilomètres (340 milles) et d’autres missions avec et sans équipage. Sans parler de tous les satellites qui se trouvent sur une orbite géosynchrone plus élevée, où il y a aussi un problème de débris.

Les débris pourraient-ils devenir si gros qu’ils empêcheraient complètement les lancements de satellites ?

La deuxième question à examiner est celle de savoir comment les débris affecteront les lancements futurs. Pour ce qui est des voyages vers des planètes lointaines, lorsque vous laissez la Terre derrière vous, vous traversez le champ de débris pendant une si courte période de temps que c’est moins susceptible de causer un problème. Le problème se pose lorsque vous regardez des objets qui restent en permanence dans les champs de débris, comme les satellites et les missions spatiales habitées ou non habitées.

« On peut traverser la rue beaucoup plus en sécurité que de vivre au milieu de la rue « , explique Kessler.

Actuellement, la question est surtout abordée sous l’angle économique. Essentiellement, à mesure que les débris s’aggravent, il deviendra de plus en plus coûteux de lancer des satellites. Mais ce qui se passera au-delà est encore inconnu en raison d’un manque de recherche sur ce sujet.

Personne n’a jamais trouvé de réponse à la question  » à quel point un environnement est trop mauvais[pour que le lancement de satellites soit possible] « , a dit M. Kessler. Il est essentiel de répondre à cette question avant de savoir à quel moment les débris spatiaux nous empêcheront de lancer des objets en orbite.

Pour régler le problème, nous avons besoin de mesures énergiques dès maintenant.

Si nous voulons régler ce problème, nous ne pouvons pas simplement croiser les doigts et espérer le meilleur. Pour vraiment s’attaquer au problème des débris, M. Kessler dit qu’il faut des mesures plus énergiques.

La question la plus urgente en est une de législation. Il existe des lignes directrices convenues sur l’atténuation des débris, comme une ligne directrice selon laquelle tout objet lancé sur une orbite de moins de 2 000 kilomètres (1 240 milles) doit retourner dans l’atmosphère pour brûler dans les 25 années suivant la fin de sa mission. La responsabilité de l’enlèvement des objets incombe donc à l’entreprise ou à l’organisme qui les met en l’air.

Mais dans l’état actuel des choses, il s’agit de lignes directrices et non de lois. Kessler suggère que nous devrions intégrer les lignes directrices sur l’enlèvement des débris dans des règles et imposer des pénalités aux organisations qui ne les respectent pas. Cela encouragerait les gens à les suivre pour le bien de tous.

Cependant, il ne suffira peut-être pas de faire en sorte que tout le monde suive les lignes directrices actuelles. « Il y a eu pas mal d’études qui sont arrivées à la même conclusion : Même si tout le monde suivait les règles, ce serait insuffisant pour arrêter la croissance des débris « , a dit M. Kessler. C’est parce que les collisions se poursuivent et créent de plus en plus de petits débris.

C’est la raison pour laquelle nous avons besoin de la deuxième étape : Enlever les 500 plus gros débris de l’orbite. Ce sont les gros morceaux qui sont relativement faciles à repérer et qui, nous le savons, posent le plus grand danger. Et c’est là qu’intervient la nouvelle technologie.

Les nouvelles technologies pourraient nous aider à assainir notre acte

M. Kessler a cité un article publié en 2006 par les chercheurs de la NASA J.C. Liou et N.L. Johnson, qui examinait ce qu’il faudrait pour enlever les débris spatiaux. « Si nous commencions l’année prochaine et retirions cinq objets par an pendant les 100 prochaines années, cela stabiliserait l’environnement orbital », a dit M. Kessler.

Cependant, la récupération de gros objets de l’orbite est extrêmement difficile. « Ces objets n’ont pas été conçus pour être saisis, explique Kessler, et beaucoup d’entre eux tournent. Avant de pouvoir saisir l’objet, vous devez arrêter la rotation. Et certains sont aussi gros que des bus scolaires. »

Une suggestion pour résoudre ce problème consiste à créer une installation d’entretien des satellites qui pourrait être entretenue et réparée pour prolonger leur durée de vie, ce qui prolongerait la période avant qu’ils ne deviennent inutiles. La même installation pourrait même être utilisée pour faire descendre des objets de l’orbite une fois qu’ils ne sont plus nécessaires.

D’autres idées sur la façon d’enlever les débris sont également en cours d’élaboration, comme le projet de satellite RemoveDEBRIS, qui met à l’essai des méthodes de capture des débris, notamment des filets, des harpons et une navigation basée sur la vision. L’Agence spatiale européenne étudie également la question de l’enlèvement des débris avec la société Astroscale en expérimentant l’ajout d’un mécanisme d’amarrage aux satellites avant leur lancement afin de faciliter leur capture lorsqu’ils sont hors service.

Une question internationale nécessitant une coopération internationale

Comme le défi du changement climatique, le problème des débris spatiaux est un problème international qui nécessitera une coopération internationale. Si nous voulons continuer à utiliser l’espace pour la recherche scientifique et pour les technologies habilitantes comme les communications et le GPS, nous devrons trouver un moyen de réparer certains des dommages que nous avons déjà causés – et de trouver de nouvelles solutions pour l’avenir.

Bien qu’il soit peu probable que nous soyons coincés sur Terre et que nous perdions complètement notre capacité de voyager vers d’autres planètes dans un avenir rapproché, le champ de débris existant autour de la planète pourrait avoir un impact direct sur notre capacité d’étudier l’espace. « Ce qui fera le plus mal, c’est de ne pas perdre l’accès à d’autres planètes, c’est de perdre le télescope Hubble « , dit Kessler. « Ça pourrait éventuellement devenir un simple débris. C’est notre curiosité scientifique qui est en danger. »

Via DigitalTrends

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.