La pollution est partout, même dans l’espace !

24 juin

Bonjour à tous et à toutes,

Quelque soit la direction où se pose notre regard, nous voyons de la pollution partout : dans les champs, sur le bord des routes, le long de nos plages et même en mer, en montagne ou dans le désert. Nous serions à même de penser que le seul endroit où la marque de l’homme, en terme de dégradations et d’accumulations de déchets, est absente serait l’Espace.

La réponse est affirmative si nous sommes loin de la Terre, mais l’Espace proche – sur un rayon d’une dizaine de milliers de kilomètres autour de la planète – regorge de satellites et de débris spatiaux qui pullulent dans la périphérie orbitale, allant jusqu’à provoquer des accidents : collision entre satellites, perforation de cabines par des morceaux qui ne sont pas plus gros qu’une bille, etc.

Satellite THEMIS (Source NASA)

Satellite THEMIS (Source NASA)

Depuis le lancement de Spoutnik-1 (Sputnik - Cпутник) en 1957, les Humains n’ont de cesse envoyé des machines en orbite plus ou moins haute pour étudier la planète, découvrir le système solaire et l’Univers ou bien espionner. Nous avons colonisé, certes technologiquement et non physiquement (mis à part quelques personnes), notre périphérie et rendu celle-ci à l’image de ce qui se passe à la surface : une zone remplie de déchets, une décharge au dessus de nos têtes.

Comment avons-nous pu en arriver à ce résultat ?

Précédemment, nous avons envoyé depuis la fin des années 50 bon nombre de machines dont la durée de fonctionnement fut ou est plus ou moins longue, allant de quelques semaines à plusieurs dizaines d’années (Hubble en est le plus célèbre exemple – créé pour fonctionner une quinzaine d’années mais dont la fin effective sera en 2019 au lieu de 2009) (1).

Si certains de ces satellites se sont consumés dans l’atmosphère ou se sont retrouvés dans des orbites avec une densité faible de « vaisseaux », la plupart reste en orbite stable car ils ont acquis une vitesse qui leur permet de rester sur leur trajectoire pour une très longue durée, voire éternelle à notre échelle. Mais l’accumulation – au fil des ans et des envois de satellites, des résidus de tirs (éléments de lanceurs), des outils perdus dans l’espace – augmente les probabilités d’impact et d’occasionner ainsi des réactions en chaîne de destruction, comme on peut le voir dans la ceinture d’astéroïdes. Ajoutez à cela  la destruction de satellite pour faire une démonstration de force militaire comme la Chine avec Fengyun-1C (Satellite météorologique désuet et non-opérationnel) (2), l’arrivée des lanceurs et producteurs low-cost – Space X (Elon Musk – Tesla), Blue Origin (Jeff Bezos – Amazon), Virgin Galactic (Richard Branson), S3, GOLS (Generation Orbit Launch Services) – et celle des mini-satellites type Cubesat qui ne pas contrôlables en cas d’alerte collision (3), la probabilité de destruction d’un satellite durant sa période de fonctionnement est aujourd’hui de 5% (4). Cette donnée est en constante augmentation, entraînant une prise en compte prioritaire et immédiate des protagonistes spatiaux. Les particules, voyageant à plus de 7 km/s (25 200 km/h), occasionnent beaucoup de dégâts car aucun blindage actuel ne peut résister à des impacts à cette vitesse (5).

Quelles solutions avons-nous ?

Les problèmes de collisions sont de plus en plus nombreux, poussant certaines compagnies et agences spatiales à élaborer des projets pour intercepter ces débris : 23000 débris de plus de 10 cm ont été comptabilisés dans l’espace (6). 300 000 de plus de 2 cm. Et des millions pour les plus petits. Pour l’instant.

Image de synthèse sur la représentation des satellites artificiels

Image de synthèse sur la représentation des satellites artificiels (Source lapresse.ca)

Airbus Defense and Space, une des divisions du groupe Airbus dédiée à l’astronautique et au militaire, prépare un projet dénommé TeSeR – Technology for Self-Removal of Spacecraft (Technologie pour l’Autodestruction des Engins Spatiaux) (7). 2 actions sont proposées pour mettre hors-jeu les satellites dangereux :

  • Envoyer les satellites HS au-delà de 36000 km d’altitude (utilisée pour les satellites géostationnaires) pour les éloigner de la zone de trafic ;
  • Ou les envoyer plus bas pour qu’ils se détruisent par combustion dans l’atmosphère, attirés vers la Terre par effet de pesanteur.

Ceci a l’air intéressant mais ces solutions entraînent d »autres problèmes auxquels il faut penser immédiatement et ne pas remettre à plus tard comme nous l’avons toujours fait. Le fait d’envoyer les « gêneurs », à une altitude plus grande, repousse seulement les échéances d’éventuelles collisions, jusqu’au jour où les missions seront plus lointaines. Quant à la seconde solution, elle est critiquable puisqu’il faut prendre en compte diverses caractéristiques : la zone géographique d’arrivée des débris sur Terre, la météorologie, le système de propulsion (nucléaire ou non), le contrôle des satellites pour corriger les trajectoires, la communication des pays qui possèdent ces satellites… Et tous ces facteurs conduisent souvent à un problème très difficile à gérer (et réglé ou pas) comme l’accident du satellite Kosmos 954 en 1978  (qui se détruisit, heureusement au-dessus d’une région désertique du Canada, avec sa charge de 50 kg d’uranium enrichi (8) – sans émettre de nuage radioactif ni de dépôt sur le sol selon les gouvernements de l’époque (Mais pourrions-nous les croire alors que nous étions en pleine Guerre Froide ?). Skylab est également un autre exemple d’envoi vers l’atmosphère lorsqu’il devient désuet, qui sera quant à lui couronné de succès (9).

Les agences spatiales cherchent des solutions pour traiter ce problème. L’agence spatiale japonaise JAXA (10) – pour Japan Aerospace Exploration Agency – étudient deux projets aux applications différentes, avec une avance sur les autres.

  • L’installation d’un canon laser de 10000 fibres (pour comprendre les caractéristiques des lasers, ce site est très intéressant (11)) pour détruire les plus débris, installé sur un télescope d’un diamètre de 3 mètres, installé sur l’ISS. Un prototype est en cours d’essai avec un laser de 100 fibres et d’un télescope de 20 cm de diamètre (12). La raison, pour laquelle la JAXA développe les recherches à ce sujet, est l’évitement en catastrophe de la Station Spatiale Internationale d’un débris qui passa à 4 kilomètres au final.
  • La 2ème solution constituerait à « laisser pendre » un filet magnétique de 800 mètres ou de plusieurs kilomètres de long (les sources divergent sur cette donnée) et de quelques dizaines de centimètres de large. Ce filet tissé qui attirera les débris – par magnétisme – sera lâché dans l’atmosphère pour y être consumé (13) (14).

Comme dit plus haut, nous sommes encore à l’état de projets et d’essais. Mais ces idées restent du même acabit que les précédentes : le canon entraîne une destruction qui va augmenter le nombre d’objets et le filet a les mêmes défauts que la chute des satellites inutiles dans l’atmosphère pour la combustion.

Pourquoi ne pas valoriser les déchets ?

Graphique représentant les débris de plus de 10 cm orbitant autour de la planète - Rouge : Nombre total d'objets / Rose : Débris issus de la destruction / Bleu : Vaisseaux spatiaux / Orange : Débris reliés à des missions spatiales / Vert : Morceaux de fusées (Sources Futura Sciences  US Space Surveillance Network)

Graphique représentant les débris de plus de 10 cm orbitant autour de la planète – Rouge : Nombre total d’objets / Rose : Débris issus de la destruction / Bleu : Vaisseaux spatiaux / Orange : Débris reliés à des missions spatiales / Vert : Morceaux de fusées (Sources Futura Sciences US Space Surveillance Network)

Les satellites sont composés de matériaux utiles à l’industrie en général, et à l’astronautique en particulier (15). Entre l’aluminium, le fer (l’acier), le titane, les terres rares comme l’yttrium ou le néodyme que l’on retrouve dans les aimants permanents, le platine, le gallium et le germanium qui sont des matériaux à intérêt stratégique.

Nous pourrions récupérer tous ces éléments pour produire de nouveaux satellites, d’autres systèmes astronautiques ou des objets de la vie quotidienne, dans une époque ultraconnectée.  Depuis quelques années, des articles et des magazines alertent sur le risque de pénurie des matériaux et des métaux nécessaires pour nos ordinateurs, téléphones, réseaux électriques…

Au lieu d’aller chercher les ressources sur des météorites – Deep Space Industries et Planetary Resources font déjà de la prospection – pour répondre aux demandes (16), ne serait-il pas plus intéressant de récupérer les déchets en périphérie de la Terre ? Nous avons les technologies pour le faire (techniques avec le magnétisme, système de détection,…) et la rentabilité serait plus grande à moyen terme si on se base sur les technologies actuelles. Ainsi nous ferions d’une pierre deux coups en nous occupant d’un problème qui développerait une industrie facilement délocalisable dans l’espace.

Des start-ups et des entreprises multinationales doivent y penser sans pour autant communiquer dessus. Seul l’avenir nous le dira.

Merci de m’avoir lu !

(1) http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3000

(2) http://www.space.com/3415-china-anti-satellite-test-worrisome-debris-cloud-circles-earth.html

(3) http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/debris-spatiaux-debris-spatiaux-mini-satellites-pourraient-bientot-poser-probleme-55461/

(4) https://debris-spatiaux.cnes.fr/fr/node/122

(5) http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2668

(6) http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-les-debris-spatiaux-18372.php

(7) http://www.cnetfrance.fr/news/airbus-est-pret-a-nettoyer-l-espace-39836544.htm

(8) http://atomicsarchives.chez.com/chute_cosmos954.html

(9) https://fr.wikipedia.org/wiki/Skylab

(10) http://global.jaxa.jp

(11) http://www.troteclaser.com/fr-FR/Service-Technique/FAQ/Pages/Types-de-Laser.aspx

(12)  http://sciencepost.fr/2015/04/japon-veut-fabriquer-canon-laser-nettoyer-lespace-de-dechets/

(13) http://www.tomsguide.fr/actualite/espace-pollution,40062.html

(14) http://www.lefigaro.fr/lefigaromagazine/2011/02/05/01006-20110205ARTFIG00596-6-japon-filet-pour-dechets-spatiaux.php

(15) http://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/applications-des-composites-42140210/les-composites-en-aerospatiale-am5645/

(16) http://leplus.nouvelobs.com/contribution/1454702-l-exploitation-des-asteroides-autorisee-dans-20-ans-on-verra-des-mineurs-de-l-espace.html

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