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Sommaire

Résumé

Les déchets spatiaux sont une menace majeure avec des millions de pièces de débris maintenant en orbite.
Les risques vont des collisions mineures réduisant la durée de vie des satellites à la perte de vie complète dans un vaisseau spatial à équipage.
Le syndrome de Kessler pose un scénario catastrophique où les débris pourraient pour toujours piéger l'humanité sur Terre.
La NASA cherche des solutions innovantes pour détecter, suivre et corriger les déchets spatiaux, notamment en utilisant des lasers, des aimants et des filets.

Il y a quelques milliers de satellites actifs en orbite autour de la Terre en 2025, mais ceux-ci sont désormais très nombreux par des satellites obsolètes et des débris entourant la planète. Les risques posés par les déchets spatiaux vont des satellites de travail dommageables à un effet en cascade théorique qui pourrait à jamais nous piéger sur notre planète.

Qu'est-ce que Space Junk?

Space Junk est le nom familier donné à ce que la NASA appelle des «débris orbitaux» et est officiellement défini comme «tous les objets artificiels sur l'orbite de la Terre qui ne servent plus un objectif utile». Les exemples peuvent être aussi grands que les satellites obsolètes et les stades supérieurs des roquettes, ou aussi petits qu'une peinture à 1 mm ou un morceau de poussière d'un booster de fusée à carburant solide.

Les collisions entre les objets orbitaux sont rares, mais lorsqu'ils se produisent, l'impact peut avoir autant d'énergie qu'une explosion puissante, créant des milliers de morceaux de débris individuels.

La plupart de ces collisions sont accidentelles, mais ces dernières années, un nouveau danger est apparu: des armes anti-satellites, ou ASAT. La Chine, l'Inde, la Russie et les États-Unis ont tous une technologie ASAT, et les quatre pays ont effectué des tests de leurs soi-disant tueurs de satellites en orbite (détruisant leurs propres satellites).

Les débris spatiaux dans les orbites inférieurs ont tendance à réintégrer l'atmosphère en quelques années. Ces articles brûlent principalement lorsqu'ils voyagent dans l'atmosphère et se désintégrent avant de pouvoir atteindre le sol. Cependant, en général, les débris supplémentaires proviennent de la planète, plus il restera longtemps en orbite. Par exemple, les débris en orbite géostationniste, qui se trouve à environ 22 000 miles de la surface de la terre et très stable peut y rester presque indéfiniment. En effet, on pense que certains exemples pourraient encore être en orbite autour de la Terre dans des millions d'années, voire plus.

Quelle est l'ampleur du problème?

Il est très difficile d'obtenir des chiffres précis pour les plus petits exemples. Ce que nous pouvons dire avec certitude, c'est qu'il y a plus de 3 000 satellites morts en orbite autour de la Terre et environ 10 000 actifs. La NASA a également identifié plus de 21 000 exemples de débris spatiaux mesurant 10 cm (4 pouces) ou plus.

Une fois en dessous de cette taille, nous comptons sur les estimations. La NASA estime environ un demi-million de pièces d'ordure dans la gamme de 1 à 10 cm et un 100 million pièces plus petites que cela.

Il peut sembler idiot de s'inquiéter des choses aussi petites et légères que des taches de peinture des roquettes, mais si vous considérez que ces minuscules particules peuvent être en orbite le risque devient plus clair. La photo principale en haut de la pièce montre des dommages causés à un satellite de la NASA par un très petit morceau de débris.

Les risques pour les satellites qui fonctionnent

L'un des risques de l'usage spatial est qu'il entrera en collision avec un satellite, endommagera ou détruisant. Cela peut être aussi catastrophique qu'une collision à grande échelle entraînant la perte totale du satellite, ou aussi subtile que le «coup de sable» progressif de panneaux solaires au point où ils peuvent éventuellement ne plus générer d'électricité pour alimenter l'appareil.

Entre les deux extrêmes, il y a des impacts avec des composants critiques qui peuvent désactiver un satellite. Lorsque vous considérez la dépendance que nous avons sur les satellites pour tout, de la radiodiffusion de divertissement via le GPS et les systèmes de surveillance météorologique aux appels de téléphone portable d'urgence, ce n'est pas un problème qui peut être pris à la légère.

Les risques pour les vaisseaux spatiaux à équipage

Le plus grand danger est que les débris spatiaux entrent en collision avec un vaisseau spatial équipé. Dans le pire des cas, cela pourrait entraîner la perte totale de l'engin et la mort de tous à bord. Un morceau de débris aussi petit que 1 cm (0,4 pouces) pourrait être capable de pénétrer les boucliers entourant la Station spatiale internationale (ISS).

Ce risque n'est pas théorique. Il y a eu 39 reprises sur lesquelles l'ISS a dû effectuer une manœuvre d'évitement des collisions, et ce nombre devrait continuer à augmenter alors que l'espace entourant notre planète devient plus encombré.

Il y a de meilleures nouvelles pour les futures missions d'équipage sur la lune ou dans d'autres planètes. Parce que la zone de danger est relativement mince et que les vaisseaux spatiaux quittent la Terre parcouraient environ 17 miles par seconde, le temps à risque est très bref, ce qui signifie que le risque de collision est très faible. Du moins pour l'instant.

Le scénario cauchemardesque du syndrome de Kessler

J'ai mentionné qu'une collision entre deux satellites ou des déchets d'espace de taille similaire pourrait conduire à un impact avec suffisamment de puissance pour les briser en milliers de pièces. Chacune de ces pièces représente alors un nouveau danger et a elles-mêmes pu créer d'autres impacts catastrophiques. Cela crée potentiellement un effet en cascade où chaque collision destructrice déclenche une réaction en chaîne de collisions.

Cette possibilité a amené le scientifique de la NASA, Donald J Kessler, à émettre l'hypothèse d'une situation dans laquelle cette réaction en chaîne pourrait se poursuivre jusqu'à ce qu'il y ait tellement de débris que l'orbite terrestre basse est complètement inutilisable. Cela finirait non seulement à l'utilisation des satellites, mais empêcherait également les vaisseaux spatiaux de le passer, nous piégeant à l'intérieur. Ce scénario cauchemardesque est connu sous le nom de syndrome de Kessler.

Certains ont suggéré que le syndrome de Kessler pourrait expliquer le paradoxe de Fermi. En bref, cela indique que si la vie intelligente existe abondamment ailleurs dans l'univers, il est inconcevable que quelqu'un ne nous aurait pas visité maintenant. Le syndrome de Kessler expliquerait cela: la vie extraterrestre existe, mais rien de tout cela ne peut quitter sa propre planète.

Il ne semble pas y avoir de consensus scientifique actuel sur la probabilité que le syndrome de Kessler se produise.

Pouvons-nous résoudre le problème?

Bien qu'il n'y ait pas de consensus sur le syndrome de Kessler, il est largement reconnu que les déchets spatiaux sont un problème croissant qui doit être résolu.

Les Nations Unies ont convenu d'une politique que chaque nation spatiale doit retirer de l'orbite de tout satellite non fonctionnel dans les 25 ans suivant sa fin de vie. La NASA affirme que les solutions sont nécessaires de toute urgence et ont créé un concours ouvert pour les entreprises et les organisations pour trouver des moyens innovants de détecter, caractériser, suivre et « remédier » des déchets spatiaux.

L'assainissement est défini comme le retrait ou le réutiliser, soit le déplacer dans une orbite où il sera finalement capturé par l'atmosphère et détruit.

Les solutions potentielles proposées comprennent l'utilisation de lasers pour pousser les débris hors de l'orbite, ainsi que l'utilisation d'aimants, de harpons ou de filets (comme la mission supprimée) pour capturer des débris.

Laissée sans contrôle, le problème des débris spatiaux ne fera qu'empirer. Des solutions urgentes sont nécessaires, et il y a l'espoir que la concurrence de la NASA conduira à des solutions pratiques.