Débris spatiaux : pour un espace "propre"

Débris spatiaux : pour un espace "propre"
20 septembre 2011



Le nombre de débris spatiaux en orbite autour de la Terre impose aux agences spatiales des mesures pour garantir la pérennité de l'exploitation spatiale. Au sein du COPUOS, Comité de l'Espace des Nations Unies, le CNES participe aux réflexions autour de ces questions.

Une surpopulation inquiétante d'objets dans l'espace

16000 objets de plus de 10 cm de diamètre, 300 000 entre 1 et 10 cm et plus de 350 millions de moins de 1 cm. Telle est la situation actuelle dans l'espace extra-atmosphérique autour de la Terre.

Ces corps créés par l'Homme (satellites hors service, étages de lanceurs, fragments...) et accumulés depuis les débuts de la conquête spatiale en 1957 avec le lancement du satellite russe Spoutnik, menacent l'exploitation future des orbites dites « utiles. »

« Si on n'entreprend rien, dans 100 ans, pourra-t-on encore utiliser l'espace ? » interroge Mario Hucteau, chargé d'affaires au sein du Service des Affaires Internationales du CNES.

Les orbites basses, situées entre 200 et 2000 km d'altitude, et l'orbite géostationnaire, à 36000 km au-dessus de l'équateur, sont, au terme des quelques 4800 lancements survenus depuis, très encombrées.

Les problèmes engendrés par cette surpopulation d'objets hétéroclites sont nombreux et variés : risque de collisions ou d'explosions génératrices de nouveaux débris, endommagement de satellite en activité, manœuvre d'évitement à orchestrer depuis le sol...

Au sein du COPUOS(1) et de ses 70 membres, dont la France par l'intermédiaire du CNES, la question des débris spatiaux et plus globalement celle de la viabilité à long terme des activités spatiales est dorénavant devenue une priorité.

Des mesures en action et des pistes de réflexion

Face à une courbe de croissance du nombre de débris désormais exponentielle, des règles en matière de lancement et de gestion de la fin de vie des satellites ont vu le jour. Complémentaires, elles cherchent soit à limiter voire stopper la pollution volontaire, soit à protéger les zones d'intérêt (passivation d'étages de lanceurs et de satellites, transfert sur des orbites cimetières, désorbitation et rentrée atmosphérique en moins de 25 ans).



Les projets de nettoyage de l'espace ne sont pas en reste : moteur ionique, kit de désorbitation, voile solaire, filet... Plusieurs pistes sont à l'étude.

Des réflexions autour de questions d'ordre politique, juridique et économique s'imposent également : Quel degré de précision sur la position d'un satellite peut-on fournir sans engager la sûreté nationale ? Qui nettoie et qu'a-t-on le droit de nettoyer ? Qui finance ? Doit-on mettre en place une taxe « déchets spatiaux » ?

L'espace n'est, paradoxalement, pas si grand et les routes spatiales loin d'être infinies. L'orbite géostationnaire, unique, est par essence fragile et précieuse. Ce qui semble certain, c'est que la gestion des débris devra être intégrée dès le départ dans la conception des futurs satellites et systèmes de lancement. Pour un développement durable de l'espace.

Auteur
Centre National d'Etudes Spatiales

http://www.notre-planete.info/actualites/actu_2948_debris_spatiaux.php

La Suisse prévoit de nettoyer l’espace
publiée le 16 février 2012

Hier, l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse a lancé un projet consistant à mettre au point des satellites de nettoyage spatiaux. Baptisé CleanSpace, ce projet aura pour mission de nettoyer les débris qui errent en orbite autour de la planète.

Alors que des satellites ne cessent de retomber sur Terre et que la Station spatiale internationale a récemment dû remonter à deux reprises son orbite pour éviter des débris spatiaux, ce projet pourrait s'avérer très utile. Baptisé CleanSpace, celui-ci vise à nettoyer les débris spatiaux en les désorbitant, explique l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) qui l'a imaginé. Un nettoyage qui serait notamment réalisé avec le satellite CleanSpace One, le premier à être mis au point dans le cadre du projet CleanSpace.

Les débris spatiaux sont constitués d’anciens engins hors service ou encore de fragments de fusées et de satellites qui errent en orbite. Aujourd'hui, pas moins de 16.000 débris de plus de 10 centimètres (sans compter les milliers d’autres plus petits) ont été comptabilisés par la NASA. Se déplaçant à plusieurs kilomètres seconde, ces objets sont une réelle menace pour les satellites et même pour l’ISS qui évolue elle aussi à moins de 2.000 kilomètres au-dessus du sol. "Pour ouvrir immédiatement le chantier d'un nécessaire nettoyage de l'espace, le Swiss Space Center, à l'EPFL, lance aujourd'hui le projet CleanSpace One, qui prévoit de construire en Suisse le premier prototype d'une famille de satellites 'désorbiteurs'", a ainsi indiqué l'EPFL dans un communiqué.

CleanSpace One mesurera 30x10x10 cm et devrait être lancé en 2015 ou en 2016. Les satellites de nettoyage suisses s'attaqueront d'abord à la désorbitation du Swisscube (un picosatellite de 10 cm de côté, mis en orbite en 2009) ou du TIsat (Tessin sat, un autre satellite suisse lancé en juillet 2010). Pour se faire, après son lancement, CleanSpace One rejoindra l'orbite de sa cible (qui se déplace tout de même à 28 000 km/h entre 630 et 750 km d'altitude), la saisira et la stabilisera. Après quoi, CleanSpace One replongera dans l'atmosphère terrestre où les deux satellites seront brûlés.

http://www.maxisciences.com/satellite/la-suisse-prevoit-de-nettoyer-l-espace_art21784.html

A la lecture du texte qui suit, on peut se demander, à juste titre, ce que cache (vraiment et aussi) le terme générique de "débris spatiaux" nécessitant des "prises de dispositions" et autan d'argent.



L’Esa veut des outils pour mieux surveiller les débris spatiaux
Par Rémy Decourt, Futura-Sciences


Essentiels à notre quotidien, les systèmes spatiaux sont confrontés aux risques croissants de collision avec des débris. D’où la nécessité de surveiller l’espace, ce que font l’Esa et le Cnes, mais à partir de données américaines. Pour s'affranchir de cette dépendance, l’Esa veut mettre au point un réseau de surveillance. La Commission européenne financerait une partie de son fonctionnement.

Consciente des enjeux économiques liés aux dégâts que les débris spatiaux provoquent, la Commission européenne veut un système européen de surveillance de l’espace et de prévision des risques de collision spatiale. Pour y parvenir, la Commission souhaite aider les États membres de l’Union européenne à mettre en réseau leurs infrastructures existantes de surveillance du ciel dans le cadre du projet Space Surveillance and Tracking (SST), qui fait partie du programme préparatoire de surveillance spatiale de l’Esa (SSA, pour Space Situational Awareness). Pour cela, elle se dit prête à financer les coûts d'utilisation de ce programme à hauteur de dix millions d’euros par an.

On sait effectuer des corrections de trajectoire mais leur coût n’est pas nul : il est estimé à 140 millions d’euros chaque année et on s'attend à une dépense de 210 millions par an pendant la prochaine décennie. Un débris spatial n’a pas besoin d’être grand pour provoquer des dégâts significatifs. On estime qu’un objet de plus de 1 cm est suffisant pour endommager ou mettre hors service une partie d’un satellite, et qu’à lui seul, un débris d’environ 10 cm est suffisant pour en détruire un.




L’Esa manque d’outils de surveillance des débris spatiaux

Cependant, si l’Europe a suffisamment de centres de données, elle manque de moyens de surveillance, « notamment des radars capables de détecter des débris d’une dizaine de centimètres », explique Nicolas Bobrinsky, le responsable du programme SSA à l’Esa. Par exemple, bien que très puissant, le radar français Graves ne peut pas descendre en dessous de 70 centimètres.

Autre point noir, la surveillance du ciel s’appuie « pour l’essentiel sur des données fournies par les États-Unis », précise Fernand Alby, responsable des activités débris spatiaux et surveillance de l'espace au Cnes, un domaine dans lequel la France dispose d’une expertise reconnue. Concrètement, le Cnes « a mis en place des services opérationnels de surveillance des risques de collision et de prévision de rentrées atmosphériques ». Ils utilisent les bases de données et des alertes de collision envoyées par le réseau de surveillance américain Usstratcom. Si nécessaire, elles sont complétées « avec les données du radar français Graves, des radars de la DGA et de l’armée de l’air, ainsi que du radar allemand Tira ».

Deux types de radars à l'étude

À l’avenir, l’Europe veut son propre réseau de capteurs associant radars, télescopes et centres de traitement des données capables de détecter, suivre, corréler et mettre en catalogue tous les objets au-dessus d'une taille donnée pour une région orbitale donnée. Afin de choisir la technologie qu’elle utilisera pour son futur système de radars au sol, l’Esa finance le développement de deux prototypes de radar de surveillance « pour tester des techniques de suivi et d’observation des débris spatiaux ».


Le prototype sera réalisé avec la société espagnole Indra Espacio SA. Il utilisera la technologie monostatique : l’émission et la réception ont lieu au même endroit, et le rayonnement est émis sous la forme d’impulsions intermittentes. Quant au second prototype, il est réalisé avec l’Onera. Il s’agit d’un radar dit bistatique, dont l’émetteur et le récepteur sont séparés et dont le rayonnement est émis de façon continue.

Ces deux radars expérimentaux seront capables de détecter des objets de 80 à 100 cm et seront terminés en 2014. L’idée est d’« avoir validé le concept retenu avant la conférence ministérielle de 2016, de sorte que l’on présente aux ministres des États membres de l’Esa un projet solide avec des choix technologiques et industriels arrêtés ». Enfin, pour avoir une bonne couverture des orbites, la première urgence est de disposer d’un radar dans l'hémisphère sud, « à la Réunion ou en Polynésie, par exemple », souligne Fernand Alby. Les études du Cnes « nous ont convaincus que si l'on veut avoir une bonne surveillance de l’espace, en plus des moyens existants, il faut des capteurs à différents endroits ».



http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/lesa-veut-des-outils-pour-mieux-surveiller-les-debris-spatiaux_45119/#xtor=EPR-42-[HEBDO]-20130311-[ACTU-l_esa_veut_des_outils_pour_mieux_surveiller_les_debris_spatiaux]

Les débris spatiaux menacent la Terre





Par La Voix de la Russie


Le vaisseau d’approvisionnement russe Progress M-20M qui s’est séparé de la Station Spatiale Internationale (ISS) le 3 février, a stoppé son vol autonome et a sombré mardi (11 février) dans la région non-navigable de l’océan Pacifique. Le cargo transportait près d’une tonne d’ordures et d’équipements usés de l’ISS. Les scientifiques n’ont pas encore découvert le moyen d’utiliser les débris spatiaux, qui présentent par ailleurs un grand danger pour les satellites et les astronautes.

La conquête de l’espace a débuté il y a 56 ans. Le 4 octobre 1957, l'URSS a mis en orbite le premier satellite artificiel de la Terre. Depuis, on a lancé d’innombrables satellites et expéditions avec pilote à bord qui ont laissé de nombreuses traces : lanceurs, appareils non contrôlés, parties de la tôle des vaisseaux. Ces ordures présentent un danger sérieux, estime Andrey Ionine, membre-correspondant de l'Académie d'astronautique Tsiolkovski de Russie, spécialiste de la politique spatiale.

« Les petites dimensions de la majorité de ces fragments ne doivent pas enduire en erreur. Leur vitesse est énorme dans l’espace. De plus, il faut tenir en compte les vitesses relatives."

Il y a eu des cas où les débris qui s’approchaient présentaient une menace pour l’ISS. Les astronautes mettaient alors des scaphandres et se déplaçaient dans les capsules Soïouz afin d’avoir la possibilité de repartir sur Terre en situation d’urgence. L’ISS a toujours eu de la chance, tandis que la frôle des vaisseaux spatiaux américains a deux fois été percée. En 2006, une collision entre un débris minuscule et un satellite a privé de télévision les habitants de l’Extrême-Orient russe. Comme les technologies terrestres sont souvent liées au cosmos, les débris spatiaux peuvent à tout moment entraver la vie de chacun d’entre nous.

Plusieurs solutions ont été proposées : brûler les débris avec un rayon de laser à partir de la Terre, envoyer un robot-nettoyeur dans l’espace. En effet, le moyen le plus efficace est de nettoyer après soi. En l’occurrence, le lanceur qui permet aux satellites de passer d'une orbite basse à une orbite plus haute reste généralement en vol libre. Si on prévoit plus de combustible et une possibilité de diriger, on peut mettre le bloc en orbite où il brûlera. Mais cela rend le projet plus cher, souligne l’expert Igor Marinine.

« Un grand problème est lié aux nano-satellites et microsatellites qui sont très à la mode ces derniers temps. Ils ne sont pas chers. En vue de réaliser des tâches, un escadron de satellites de la sorte pourrait remplacer un gros vaisseau qui coûte cher. En règle générale, ces satellites ne fonctionnent pas longtemps, se cassent vite et n’ont pas la possibilité de sortir de l’orbite. Ainsi, en lançant des nano-satellites et microsatellites, nous polluons l’espace. »

Selon les différentes données, de 300 à 600 objets de tailles différentes sont en vol libre dans l’espace. Les satellites anciens et leurs fragments en constituent la moitié. Les ordures de la « production » chinoise représentent 40%. 27,5% reviennent aux Américains et 25,5% aux Russes.  

N

http://french.ruvr.ru/2014_02_11/Les-ordures-spatiales-menacent-la-Terre-0936/