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LES DEBRIS SPATIAUX

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S'il arrive parfois qu'un satellite ou un étage de lanceur fasse la une des journaux en retombant sur Terre nous savons tous que la plupart des objets que l'homme satellise ne retombent pas et encombrent l'espace qui nous entoure. Quelques grandes Agences spatiales(NASA, ESA, CNES,..) sont préoccupées par cette pollution et périodiquement des images inquiétantes nous présentent la Terre noyée dans une mare de débris. Si dans ces images très accrocheuses, la puce est 1000 fois grossie par rapport au chien, il n'en faut pas moins être vigilants au sujet de ces projectiles qui parcourent notre espace environnant à la vitesse de 8 km/s.

 

La forme et le nombre

Mais, pourquoi tant de débris alors que moins de 5000 satellites ont été lancés et que beaucoup sont déjà retombés sur la Terre?
On compte en effet environ 15.000 objets de plus de 10cm en orbite et plus de 200.000 objets mesurant plus de 1cm. Les zones principalement concernées peuvent se partager en trois qui dépendent des applications des satellites:
   • Le volume sphérique jusqu'à 2000km d'altitude où l'on trouvera les vols habités, les applications militaires et civiles en orbite basse
     et les étages ou parties de lanceurs qui ont été satellisés.C'est la partie de l'espace la plus encombrée,
   • Le volume torique (anneau) qui entoure la Terre à 36.000 km et où sont placés les satellites géostationnaires de météorologie
     ou de télécommunications. L'encombrement est surtout le fait des satellites hors service qui resteront des millions d'années
     dans ce volume.
   • Les volumes intermédiaires, notamment vers 8.000km et 20.000km, qui sont bien adaptés aux satellites d'observation et
     aux constellations comme celles des GPS.

 

Les risques, les protections, la surveillance..

Devant ce nombre impressionnant de débris divers autour de la Terre, la première question concerne les risques induits par cette situation.
Il faut d'emblée relativiser la crainte la plus courante dans le public qui est la chute d'un débris sur des zones habitées. Elle est du même ordre que la chute d'un météorite et statistiquement négligeable. Le vrai problème est en orbite pour les vols habités et pour les satellites en service. Si les collisions catastrophiques sont peu nombreuses, pratiquement tous les satellites portent les marques d'impacts avec de petits débris. On se souviendra toutefois du minisatellite Cerise frappé par un débris et de la collision Iridium -Kosmos en 2009.

La NASA ( satellite LDEF) et l'ESA (Eureca) ont étudié ces effets et développé quelques mesures de protection pour les satellites et leurs équipements.Ces précautions sont valables pour les petits objets mais la meilleure parade reste la surveillance radar de l'espace.
Cette garde permanente de l'espace est faite par les Etats Unis par l'US Strategic Command et assurée notamment par le réseau NORAD qui tient à jour un catalogue de 10.000 objets en orbite accessible par les Agences spatiales. La protection contre les débris coûte cher aux programmes spatiaux. D'un côté, les blindages prennent 10% de la masse satellisée et les manoeuvre d'évitement consomme des ergols et limitent les durées de vie opérationnelles.

 

Y-a-t-il des solutions? Lesquelles?

Pendant quarante ans, les Agences spatiales, et en particulier les Soviétiques ont pris peu de précautions pour limiter le nombres de débris laissés en orbite. Leurs satellites Rorsat et Kosmos ont bien pollué les orbites basses. On peut faire le même reproche aux lanceurs qui apportent 20% des débris et plus si on compte les explosions. Si les Occidentaux sont de plus en plus conscients du problème, le message n'a encore été enregistré par les Chinois qui avec la démonstration de la destruction du satellite Fengyun ont généré en 2007 une écharpe de milliers de débris qui restera des dizaines d'années.

Elimination des débris
Beaucoup d'idées fleurissent pour collecter ou détruire ces objets en orbite avec des satellites ramasseurs ou des lasers puissants.
Toutes ces solutions se heurtent à l'énormité de la tâche et au coût d'une telle opération. Il n'y a pas actuellement de projet de dépollution de l'espace. Il faut donc prévoir que cet encombrement de l'espace va se poursuivre encore longtemps.

Limitation de la pollution
C'est la seule mesure valable pour ne pas accroitre les inconvénients provoqués par les débris spatiaux. L'Esa et les Agences européennes se réunissent régulièrement pour présenter des travaux et des propositions sur le sujet. L'ONU et la Nasa sont aussi très actives sur ces questions. Un objectif est de bien connaître les débris et leur évolution et surtout d'établir une Charte de Bonne Conduite que devraient respecter tous les acteurs spatiaux.

Vision futuriste
Comme rien de concrêt ne sera fait à moyen terme, on peut se demander comment va évoluer la question des débris spatiaux dans les décennies qui viennent. Il est sûr que les risques vont croître et les contraintes de surveillance et d'évitement des débris vont augmenter. De même que le prix à payer! Il est intéressant de noter qu'il existe un scénario catastrophe, dit syndrome de Kessler, qui prévoit que les objets se percutant de plus en plus souvent en fonction de leur nombre, on assiste à une croissance exponentielle des débris qui rend finalement l'espace inaccessible aux engins humains.

 

Conclusion

L'Espace a beaucoup d'aspects positifs et contribue notablement aux progrés humains. C'est une raison de plus pour ne pas occulter les impacts moins brillants que l'on peut lui imputer. La question des débris en est un particulièrement sensible à ajouter à tous les problèmes d'environnement de notre planète débattus actuellement. Certes, l'IADC (Inter Agency Space Debris Coordination Committee) créé en 1993 réunit 11 agences spatiales et apporte à l'ONU son expertise sur la question. Depuis bientôt 20 ans le débat est ouvert et on en est encore aux recommandations.............! On en parlera encore longtemps!

 

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Textes : Jack Muller

crédits image: http://hubblesite.org/gallery http://www.esa.int/