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26 avril 2013 / Comment nettoyer l’espace ?

Les scientifiques qui se réunissent à Darmstadt, en Allemagne, jusqu'au 25 avril, à l'invitation de l'Agence spatiale européenne (ESA), doivent répondre à cette question, tant la proche banlieue terrestre devient une gigantesque poubelle. Voilà seulement un peu plus d'un demi-siècle, avec le lancement de Spoutnik 1 en 1957, que les grandes puissances balancent en orbite des satellites et des fusées. Les engins sont abandonnés, certains erreront plusieurs centaines d'années dans le vide sidéral, s'entrechoquer, laissant en apesanteur des déchets. D'où cette image numérique assez glaçante, produite par l'ESA, qui recense désormais la position des déchets spatiaux. Combien sont-ils ? Oh, juste un peu plus de 170 millions !

     

 

 

 

Et encore, il ne s'agit là que d'une estimation, puisque la plupart ont une taille ridicule (entre 1mm et 1cm), ce qui les rend inobservables mais pas moins dangereux : "En orbite basse, une bille de 1mm de diamètre voyageant à 30 000 km/h a le même effet qu'une boule de bowling lancée à 100 km/h", résume Christophe Bonnal, de la direction des lanceurs de l'agence spatiale française (Cnes). Les astronautes, qui récupèrent régulièrement une partie des panneaux solaires de la Station spatiale internationale (ISS), le constatent avec angoisse : ils sont parsemés d'impacts. Les quelque 1 000 satellites aujourd'hui en service apparaissent comme des cibles de choix. "Ces petits projectiles en perdition sont déjà leur première cause de mortalité", constate Christophe Bonnal. Mais, les ingénieurs s'inquiètent surtout de la prolifération des débris de grande taille, ceux qui excèdent 10cm. "Ils représentent une population de 29 000 objets et se concentrent en orbite basse (entre 700 et 1 000 km d'altitude) et en orbite géostationnaire", précise Fernand Alby, le responsable de l'activité débris spatiaux au Cnes. Cette classification englobe une large gamme d'épaves d'envergures variables. Les 800 plus grosses pèsent plus d'une tonne et passent chaque jour au-dessus de nos têtes à plus de 25 000 km/h. Dans les deux siècles à venir, le nombre de déchets devrait augmenter de 30%. "La prévention est la première urgence", souligne Fernand Alby. Elle passe par des normes de conception, imposées aux constructeurs d'engins spatiaux, plus respectueuses de l'environnement. S'il est impossible de rendre ces derniers biodégradables, on peut les dégager de l'orbite basse, la plus encombrée, en les précipitant dans notre atmosphère : la majeure partie du débris se consume durant la phase de descente (de 80 à 90%), mais quelques pièces résistantes - matériaux réfractaires, comme le titane, les turbopompes, les tuyères, etc. - retombent inexorablement sur la Terre. Après, il n'y aurait plus qu'à prier pour que les dits morceaux venus du ciel ne percutent pas une région habitée ! En réalité, la surface de notre planète étant couverte d'eau à 70%, le risque demeure limité. Aucun accident humain mortel n'a d'ailleurs encore été signalé. Durant la guerre froide, une vache cubaine aurait été victime d'un débris. A l'époque, Fidel Castro se serait même publiquement indigné de cet accident, avant de ravaler ses trémolos en apprenant qu'elle avait été frappée par un déchet soviétique. Dans un style bien à lui, le Lider maximo avait finalement déclaré que l'animal était mort de... vieillesse. Désorbiter un satellite n'est pas en soi une manoeuvre compliquée. Il suffit de prévoir suffisamment de carburant pour permettre une descente contrôlée. Mais les exploitants qui ont mis tant d'argent dans leurs joujoux préfèrent, en général, utiliser ces ergols pour prolonger au maximum leur durée de vie. Cette règle semble moins de mise en orbite géostationnaire (la plus élevée), où se situent les gros satellites de télécommunications. Et pour cause : cette dernière se trouve tellement embouteillée que les places coûtent cher! Il devient donc impératif d'envoyer les vieux satellites sur une orbite dite "cimetière", afin de pouvoir les remplacer par d'autres! Côté fusées, Ariane 5, par exemple, a été lancée sept fois l'année dernière, provoquant 12 déchets. "Avec l'arrivée, à l'horizon 2021-2025, d'Ariane 6, qui sera dotée d'un moteur réallumable, nous pourrons faire retomber le dernier étage de manière contrôlée et ne plus laisser de débris de ce type en orbite", promet Laurent Jourdainne, chargé de mission "loi spatiale" à Arianespace.

L'autre nécessité pour limiter les risques de collision consiste à trouver des moyens d'aller chercher les épaves les plus massives pour les désorbiter. "Il faudrait en enlever 5 à 10 par an", estime Holger Krag. D'où une pléiade de technologies étudiées par les grandes agences, comme l'ESA, la Nasa ou le Cnes. "Elles sont un enjeu majeur et un marché porteur pour l'espace de demain, si bien que tout le monde travaille sur des solutions assez différentes", précise Christophe Bonnal. Le concept le plus avancé ? L'envoi d'une petite sonde, appelée "chasseur", qui irait attraper l'épave et la précipiterait dans l'atmosphère. La difficulté première tient dans la manoeuvre d'approche, qui nécessite de concevoir un chasseur doté d'une intelligence suffisante - caméras, capteurs, lidars, radars - afin de réussir ce "rendez-vous" à 28 000 km/h celui-ci pouvant se faire non pas en direct mais de façon automatique. "Il serait possible, grâce à la fusée européenne Vega, qui possède déjà un moteur réallumable pour les manoeuvres d'approche et que l'on équiperait d'une petite sonde pour effectuer la capture par un câble", explique Christophe Roux, de la société ELV-Avio. Le deuxième défi technologique réside dans le choix de l'outil de capture : l'agence spatiale allemande (DLR) développe ainsi un bras robotique suffisamment puissant dans le cadre d'un programme baptisé Deos. "Nous y participons, mais pour saisir une cible d'envergure, nous testons aussi des techniques de harponnage, ou encore la possibilité de déployer un filet géant", explique Olivier Colaïtis. D'autres travaillent sur des concepts de glu et de pinces. Une fois intercepté, le débris se trouverait relié à la sonde par un câble en Kevlar qui peut mesurer plusieurs dizaines de mètres. Nicolas Petit, professeur à Mines ParisTech, a modélisé le comportement d'un tel lien en apesanteur pour le compte du Cnes : "Comme à la pêche à la traîne depuis un bateau, on a observé un effet de fouet qui veut que la tension du câble ne soit jamais la même. Ensuite, l'objet tracté ferait un mouvement sur lui-même, à l'instar d'un poisson qui frétille au bout d'un hameçon. Ce qui signifie qu'il faudrait posséder un câble solide et maîtriser la stabilité de l'ensemble pour réussir avec précision la manoeuvre de désorbitation." Or, à ces altitudes-là, la moindre erreur de timing peut être fatale : se tromper de deux minutes au moment de projeter l'épave dans l'atmosphère change son point de chute de... 1000 kilomètres! "De telles opérations coûteraient plus de 10 millions d'euros par débris", estime Fernand Alby. Avant de s'interroger : "Qui sera prêt à les financer ?" Alors que la plupart des technologies ne dépassent pas le stade de la planche à dessin. "Aucune piste ne doit être négligée, conclut résolument Holger Krag. Mais il faudra encore une quinzaine d'années avant qu'une solution ne soit arrêtée." Un laps de temps qui laisse entrevoir de nouveaux accidents orbitaux.

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