Énergie & Environnement (2/2019)

Les débris spatiaux: un risque majeur pour les satellites

L’Agence spatiale européenne (ESA) a organisé à Darmstadt, du 22 au 24 janvier dernier, une conférence internationale ayant pour thème les risques causés par les débris spatiaux. Se déplaçant à des vitesses considérables, ces objets représentent un danger croissant pour la sécurité dans l’espace. En effet, le nombre de débris suffisamment gros pour endommager un vaisseau spatial ou un satellite, a plus que doublé en un quart de siècle. Et cette situation risque d’empirer, avec la mise en orbite de gigantesques constellations de satellites, afin notamment d’élargir à la Terre entière l’accès à l’Internet haut débit. Plus de 5000 objets spatiaux ont été mis en orbite depuis le premier Spoutnik et ce nombre pourrait bientôt exploser, SpaceX ayant obtenu l’autorisation, pour son projet Starlink de fourniture d’accès à Internet, de mettre en orbite près de 12’000 petits satellites.

L’ESA tire donc la sonnette d’alarme, car il est urgent de gérer ces déchets afin de ne pas mettre en péril les activités spatiales. Le risque ultime étant une réaction en chaîne, par laquelle une collision entre deux satellites produirait une multitude de fragments qui, à leur tour, détruiraient d’autres engins spatiaux, jusqu’à rendre l’orbite basse – à une altitude inférieure à 2000 km – totalement inutilisable.

Les débris spatiaux constituent une menace pour les satellites du fait de leur énergie cinétique très élevée. Avec une vitesse moyenne de 10 km/s, l’énergie cinétique d’un débris spatial de 10 g est supérieure à celle d’un véhicule d’une tonne percutant un mur à 100 km/h. Si un débris dont la taille est inférieure à 0,1 mm ne fait qu’éroder la surface d’un satellite, les débris dont la taille est comprise entre 0,1 mm et 1 cm peuvent perforer des équipements et entraîner la perte d’un satellite. Lors d’un choc avec un débris d’une taille supérieure à 1 cm, les dommages sont très importants, et la banlieue terrestre en comporte plus d’un million. En outre, les débris de cette taille ne peuvent qu’être difficilement détectés depuis le sol. Et l’utilisation d’un blindage ne permet de résister qu’à des débris dont la taille est inférieure à 2 cm.

Le nombre de débris d’une taille supérieure à 10 cm est estimé à plus de 20’000. Pour 17’000 d’entre eux, on dispose des caractéristiques de leur orbite et leur trajectoire est suivie. Quant à la population des débris dont la taille est comprise entre 1 et 10 cm, elle est évaluée à 500’000. On estime qu’il y avait, en 2017, 135 millions de débris spatiaux dont la taille est supérieure à 1 mm. Sans oublier les débris spatiaux de grand taille, comprenant les étages supérieurs des lanceurs spatiaux et les satellites ayant achevé leur mission.