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Débris spatiaux, comment nettoyer l'espace ?

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Débris spatiaux, comment nettoyer l'espace ?

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Des dizaines de millions d'objets gravitent autour de la Terre, dont 29 000 objets de plus de 10 cm. Comment éradiquer cette pollution spatiale ? C'est la question posée dans cet épisode de Space.

Dans ce numéro de Space, Jeremy Wilks s’est penché sur l‘épineuse question des débris spatiaux, avec les experts du centre européen de technologie spatiale de l’Agence Spatiale Européenne, aux Pays-Bas.

29 000 objets de plus de 10 cm

8000 tonnes de débris errent dans l’espace : des morceaux de fusée, des satellites en fin de vie ou des fragments d‘équipement : une pollution spatiale surveillée depuis la Terre.

29 000 objets de plus de 10 cm ont ainsi été recensés. Les débris, plus petits, se compteraient, eux, en dizaines de millions.

De quoi démultiplier le risque de collisions.

“Ce qu’il faut bien comprendre, c’est que même un petit débris – en raison de la vitesse à laquelle il progresse dans l’espace – peut faire exploser un satellite actif par exemple et cette explosion va générer un nouveau nuage de débris. Donc tous les débris sont des menaces potentielles”, explique Luisa Innocenti, responsable du programme Clean Space à l’Agence Spatiale Européenne.

Chaque année, 200 experts se réunissent au Centre européen de technologie spatiale aux Pays-Bas pour élaborer des solutions de nettoyage de l’espace.

Ils travaillent pour les agences spatiales, les fabricants ou les lanceurs de satellites.

“Pour résoudre le problème des débris spatiaux, il faut agir sur deux axes : d’abord il faut arrêter de polluer et ensuite il faut ramasser les déchets, autrement dit les débris”, ajoute Luisa Innocenti.

Des outils futuristes pour nettoyer l'espace...

Pas facile de capturer des objets pouvant évoluer à 28 000 km/h.

Mais les ingénieurs de l’Agence Spatiale Européenne ne manquent pas d’imagination : ils mettent au point des techniques de récupération de ces “déchets de l’espace”, dans le cadre de la mission de nettoyage e.Deorbit.

Ils prévoient notamment d’attraper d’anciens satellites grâce à un bras robotique.

“Nous utilisons une caméra, montée sur le bras d’un petit robot pour reproduire le mouvement du satellite que nous voulons “désorbiter”, le satellite que nous voulons capturer. Une fois que nous sommes sûrs d‘évoluer au même rythme que cet objet, et que nous reproduisons sa “danse”, sans le toucher, nous pouvons déployer le bras robotique qui va attraper l’anneau de lancement de l’ancien satellite. Et ensuite, on bloque notre prise pour diriger le satellite, le pousser et on le ramène ainsi vers la Terre pour destruction lors de sa rentrée atmosphérique ou lorsqu’il arrive dans le sud de l’Océan Pacifique”, indique Jesus Gil Fernandez, ingénieur à l’ESA.

...au filet de pêche de l'espace

Autre technique de capture développée dans le cadre du projet e.Deorbit : le filet de pêche spatial.

“L’idée, c’est de faire exactement ce que font les pêcheurs en mer. Nous avons un très grand filet, ce qui nous permet de rester à bonne distance des débris et des satellites errants. On le lance pour qu’il se déploie autour du vieux satellite et qu’il l’enveloppe. Ensuite, grâce au mouvement libre de l’objet, le filet va s’enrouler tout autour de lui, l’ancien satellite sera pris au piège et on pourra ainsi le déplacer dans l’espace , comme on le fait avec des poissons en mer”, explique Michèle Lavagna, chercheuse de l’institut Politecnico de Milan, qui collabore avec l’ESA.

La station spatiale internationale : une armure pour les astronautes

Pour l’instant, la mission e.Deorbit reste au stade de projet, faute de financement pour la lancer, alors que des millions d’euros de technologies risquent, à chaque minute, d‘être pulvérisés dans l’espace suite à une collision.

Et le risque est aussi réel pour les astronautes.

La Station Spatiale Internationale doit régulièrement manœuvrer pour éviter les impacts avec des objets de plus de dix centimètres. Pour protéger les astronautes, la structure de la station est transformée en armure et ses cloisons, en cottes de mailles modernes.

“Si un débris percute la station, il va perforer une première couche, mais il va se désagréger lors de l’impact. Et créer un nuage de petits fragments qui sera absorbé par la deuxième couche composé de Nextel et de Kevlar, pour éviter de perforer la strate d’après, celle de la partie pressurisée dans laquelle vivent les astronautes”, explique Lilith Grassi, ingénieur pour Thales Alenia Space.

Vers des satellites bio-dégradables ?

De plus en plus de satellites sont lancés dans l’espace. Il y en aurait plus de 2000 actifs actuellement, en orbite près de la Terre ou plus loin, sur des positions géostationnaires.

Une fois obsolètes, ils se transformeront à leur tour en débris.

Les ingénieurs européens tentent donc de créer des satellites nouvelle génération qui s’autodétruiront lors de leur rentrée atmosphérique. Et si les panneaux solaires sont facilement réduits en poussière, reste à trouver une solution pour détruire les composants plus résistants, en titane ou en acier, avant qu’ils ne percutent la Terre.

_“Je pense qu’il est possible de créer un satellite qui puisse se désintégrer pendant la rentrée atmosphérique.
C’est sur quoi on travaille. Donc, pour l’instant, on est vraiment au premier stade de ce chemin. Déjà, on essaie de comprendre ce qui se passe avec les matériaux actuels, et ensuite on va voir comment on peut les améliorer, comment on peut travailler au niveau design, au niveau de la conception du satellite, comment aussi les différents éléments du satellite se cassent les uns contre les autres pendant la rentrée pour avoir un satellite qui soit plus sûr en fin de vie et créer le moins de débris possible qui retournent sur la Terre”_, indique Benoît Bonvoisin, ingénieur matériaux du groupe ATG qui travaille pour l’ESA.

Longtemps ignorée, la gestion des débris est devenue une problématique cruciale pour les acteurs de l’espace qui dépensent beaucoup d’argent et de ressources à essayer de les éviter.

Alors, qui doit payer la note ?

05.52 SOT LUISA INNOCENTI, HEAD OF CLEAN SPACE OFFICE, ESA
“Tout le monde pollue. Certains pays ont pollué plus que d’autres, simplement parce qu’ils ont lancé plus de satellites que d’autres. Je ne crois pas que l’on puisse vraiment pointer l’un d’entre eux du doigt ou dire voilà les bons élèves et voici les pollueurs. Disons que la pollution est proportionnelle au nombre de lancements”, estime Luisa Innocenti, responsable du programme Clean Space à l’Agence Spatiale Européenne.

Le cahier des charges des nouveaux satellites européens comprend désormais un volet sur leur fin de vie, pour éviter le plus possible de les voir s’agglomérer à la sphère de déchets qui évolue à environ 36 000 km de la Terre.

Space, un magazine réalisé par Jeremy Wilks.