Pour Nicolas Bobrinsky, spécialiste de la sécurité de l’espace et chef de département à l’Agence spatiale européenne, l’espace est la nouvelle frontière du développement durable. Débris volants, collisions, traitement des déchets spatiaux… autant d’enjeux dont il faut se saisir pour gérer ce bien commun qu’est notre orbite.

En 60 ans d'activités spatiales, plus de 5 200 lancements ont mis en orbite environ 7 500 satellites. © ESA/ID&Sense/ONiRiXEL, CC BY-SA 3.0 IGO
En 60 ans d'activités spatiales, plus de 5 200 lancements ont mis en orbite environ 7 500 satellites. © ESA/ID&Sense/ONiRiXEL, CC BY-SA 3.0 IGO

En octobre dernier, un satellite russe désaffecté et un fragment de fusée chinoise ont failli se rencontrer. Les risques de collision dans l’espace sont de plus en plus importants. Pour quelles raisons ?

L’espace est de plus en plus encombré par ce qu’on appelle des « débris spatiaux ». Ce sont des objets fabriqués par l’homme et lancés dans l’espace qui, au fil du temps, se désintègrent et forment des débris. Il peut s’agir de restes de satellites, de morceaux de lanceurs ou de fragments issus de la collision entre deux objets plus volumineux. Le problème est que l’on constate une prolifération exponentielle de ces débris dans l’espace. C’est ce que l’on appelle le « syndrome de Kessler », du nom de l’astrophysicien qui a théorisé ce phénomène. Deux débris qui entrent en collision génèrent une profusion de débris qui, à leur tour, vont engendrer de nouvelles collisions.

Ces débris évoluent essentiellement en orbite basse (où l’on trouve des satellites qui servent à l’observation de la Terre ou au réseau Internet) mais aussi en orbite géostationnaire (plus haut, 36 000 kilomètres au-dessus de la Terre, où l’on trouve des satellites utilisés pour la télévision, les communications ou l’observation météo). On dénombre aujourd’hui plus de 30 000 objets de plus de 10 centimètres dans l’espace, ce qui est considérable.

 

En quoi cette prolifération représente-t-elle une menace ?

Sur Terre, nous ne sommes pas menacés par les débris spatiaux. Il arrive qu’un morceau de fusée ou de réservoir ne se consume pas complètement dans l’atmosphère et redescende mais c’est très rare, et lorsque cela se produit, les débris tombent généralement dans l’océan ou dans le désert. La menace concerne plutôt les services que l’on utilise par l’intermédiaire des satellites (observation, services météo, téléphonie, services bancaires) qui peuvent subir des dommages. Même lorsqu’il est de taille réduite, un débris peut générer des dégâts considérables. Imaginez une petite bille de 50 grammes allant à une vitesse de 10 kilomètres par seconde. À l’impact, elle va produire le même effet qu’un autobus qui roule à 50 kilomètres à l’heure ! Il y a de quoi détruire un satellite. À plus long terme, ces débris représentent une menace pour l’utilisation de l’espace dans le futur.

 

Des débris spatiaux en orbite autour de la Terre © ESA – European Space Agency

 

Peut-on comparer la pollution spatiale avec la pollution des milieux naturels sur Terre ?

Oui, on peut envisager l’espace comme une ressource naturelle à protéger. Tant que l’orbite terrestre n’est pas encombrée, elle est exploitable par l’homme. Mais si l’orbite terrestre devient saturée d’objets, cela pourrait compromettre son utilisation par l’homme. C’est ce que montre avec brio le film Gravity. La mise en orbite d’un satellite est une opération qui peut coûter jusqu’à plusieurs centaines de millions d’euros et tout dommage sur le matériel est comparable à une pollution. C’est comme une plage envahie par des déchets ou contaminée par du pétrole, vous ne pouvez plus en profiter. Sauf que nettoyer une orbite est bien plus difficile et coûteux que de nettoyer un littoral. Il est impératif de gérer l’espace de manière durable et de le garder propre.

 

Quelles sont les mesures prises pour prévenir les collisions ?

Pour faire décroître le risque de collision, nous utilisons des catalogues qui nous permettent de recenser les débris et de connaître leur position exacte à tout moment. Lorsque nous identifions un risque, nous procédons à des manœuvres d’évitement. Cela se produit plusieurs fois par mois. Nous travaillons en étroite collaboration avec le réseau de surveillance spatiale des États-Unis qui met à notre disposition son catalogue. En parallèle, nous développons des moyens de détection et de poursuite sur le sol européen. Nous développons aussi des techniques d’automatisation et d’intelligence artificielle qui devraient permettre aux satellites de définir leur stratégie d’évitement de manière autonome. Mais il y a encore des efforts à faire pour que l’Europe acquière une véritable autonomie stratégique quant à la détection des débris spatiaux.

Sur le plan de la prévention, les Nations unies ont émis des recommandations internationales pour limiter la prolifération des débris. Les satellites ont désormais une durée de vie maximale de 25 ans, après quoi ils doivent être détruits dans l’atmosphère terrestre ou mis à la retraite sur une orbite dite « de parking ». Ces règles ne sont pas contraignantes, mais il me semble qu’elles sont aujourd’hui respectées.

 

 

Peut-on nettoyer l’espace ?

Dans une certaine mesure, la réponse est oui. Nous travaillons depuis 2017 sur un projet pilote qui devrait permettre d’accoster un morceau de fusée et de forcer sa redescente sur Terre. C’est une première ! La société suisse ClearSpace, à la tête d’un consortium européen, travaille sur un prototype : le satellite Adrios (Active Debris Removal/In-Orbit Servicing). Si tout se déroule comme prévu, Adrios sera lancé en 2025. Sa mission, qui durera plusieurs jours, consistera à accoster l’objet en se synchronisant sur sa trajectoire, puis à lui donner l’impulsion nécessaire pour qu’il entre dans l’atmosphère et s’y consume naturellement. À la suite de cette mission, si le concept est validé, nous pourrons poursuivre les plus gros débris et les désorbiter. D’un point de vue tactique, si l’on veut nettoyer l’espace, il faut commencer par les objets les plus volumineux. Il est également possible, pour les débris de plus petite taille, d’envisager des systèmes lasers basés au sol qui illumineront les objets et exerceront une pression photonique provoquant un décroissement progressif de l’altitude de l’orbite.

 

 

Le prototype Adrios de ClearSpace © ESA – European Space Agency

 

Faut-il s’inquiéter d’une augmentation des débris avec l’arrivée d’opérateurs commerciaux et l’émergence du newspace ?

Il y a 40 ans, envoyer un satellite en orbite géostationnaire était quelque chose d’extraordinaire dont seuls quelques États avaient la capacité. Aujourd’hui, c’est très courant et ce sont des entreprises qui s’en chargent. La commercialisation de l’espace est en marche, compte tenu du fait que la technologie est de plus en plus accessible et que des applications spatiales toujours plus nombreuses voient le jour. Nous ne craignons pas ce mouvement, mais au contraire nous l’accompagnons afin que l’espace ne se développe pas de manière incontrôlée. Je crois que l’orbite est un bien commun. Il y a quelques années, des grandes puissances spatiales ont voulu démontrer qu’elles pouvaient faire la guerre dans l’espace en détruisant des satellites qui leur appartenaient avec des missiles. Cette expérimentation a généré des milliers de débris spatiaux et a été dommageable pour tous. Il faut faire de l’orbite un endroit viable et propre. L’espace durable est entre nos mains.

 

Propos recueillis par Flora Trouilloud (Rédaction iD4D)

 

 

Les opinions exprimées dans ce blog sont celles des auteurs et ne reflètent pas forcément la position officielle de leur institution ni celle de l’AFD.

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