Le problème des déchets spatiaux - Comment nous bloquons notre chemin vers l'espace ?

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Le problème des déchets spatiaux - Comment nous bloquons notre chemin vers l'espace ?

Depuis le début de l'ère de l'exploration spatiale dans les années 1950, nous avons rempli l'espace de fusées, de satellites et de déchets. Et un jour, nous devrons faire face aux conséquences. Quelles sont-elles, et pouvons-nous arrêter de polluer l'espace ? Nous allons le découvrir.

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Qu'est-ce qu'un déchet spatial ?

Les déchets spatiaux ou débris spatiaux sont des objets ou des matériaux indésirables laissés dans l'espace par l'homme, comme des morceaux de satellites morts. Voici quelques exemples d'objets trouvés dans l'espace :

  • Des étages de fusée mis au rebut ;
  • Vis et boulons ;
  • Des morceaux de peinture tombés d'un vaisseau spatial ;
  • Un gant ;
  • Une couverture ;
  • Une brosse à dents ;
  • Une paire de pinces ;
  • Un sac à outils de la taille d'une mallette.

Les déchets spatiaux concernent principalement les objets situés sur l'orbite de la Terre, mais l'humanité parvient à laisser des déchets partout - y compris sur la Lune.

Combien de déchets spatiaux y a-t-il ?

En août 2022, l'ESA faisait état d'environ 31 870 débris régulièrement suivis par les réseaux de surveillance spatiale. Mais tous les débris spatiaux ne sont pas suivis et catalogués. Nos systèmes de surveillance ne peuvent observer que les objets spatiaux dont le diamètre est supérieur à 10 cm sur l'orbite terrestre basse et supérieur à 1 m sur l'orbite géostationnaire. Sur la base de modèles statistiques, il y a environ 131 millions de pièces non suivies (la plupart d'entre elles ont une taille de 1 mm à 1 cm).

La croissance des déchets spatiaux en chiffres

Le nombre d'objets catalogués en orbite a augmenté de façon relativement linéaire au cours des dernières décennies. Voici la quantité approximative de débris suivis dans l'orbite de la Terre selon le Rapport de situation de l'IAA sur les débris spatiaux.

  • 1993 : 7 700 objets
  • 2001 : 8 700 objets
  • 2005 : 10 300 objets
  • 2013 : 16 600 objets
  • 2016 : 17 700 objets
  • 2022 : 31 870 objets

D'où viennent les débris spatiaux ?

Les lancements de fusées laissent des boosters, des carénages, des étages intermédiaires et d'autres débris sur l'orbite de la Terre. Les satellites ont une durée de vie limitée et finissent par cesser de fonctionner, se transformant en morceaux de métal flottant dans l'espace. Les astronautes perdent certaines choses dans l'espace, comme leurs outils, lorsqu'ils réparent les vaisseaux spatiaux.

Certains débris spatiaux entraînent des collisions de satellites. Lorsque les satellites entrent en collision, ils peuvent se briser en milliers de morceaux, créant ainsi de nombreux nouveaux débris. En outre, certains pays comme les États-Unis, la Chine et l'Inde ont utilisé des armes antisatellites pour faire exploser des satellites, créant ainsi des milliers de nouveaux débris.

Pourquoi les débris spatiaux sont-ils un problème ?

La plus grande menace actuelle des débris spatiaux est l'endommagement potentiel des satellites opérationnels, des vaisseaux spatiaux et de la station spatiale internationale. En revanche, les prédictions concernant la menace qu'il pourrait représenter pour l'exploration spatiale à l'avenir sont différentes.

Le nombre de déchets spatiaux augmente principalement en orbite terrestre basse. L'humanité y augmente constamment le nombre de satellites, ce qui entraîne une plus grande possibilité de collisions. Pour éviter une collision, les satellites doivent s'écarter de la trajectoire des débris spatiaux. Chaque année, tous les satellites (y compris l'ISS) effectuent des centaines de manœuvres pour éviter les collisions.

Certaines sources affirment que les débris croissants rendront les opérations en orbite plus coûteuses et plus difficiles. Les satellites devront effectuer davantage de manœuvres d'évitement, ce qui les rendra plus difficiles à exploiter. Ils auront également besoin de carburant supplémentaire pour ces manœuvres et éventuellement de boucliers pour protéger les zones cruciales.

D'autres chercheurs considèrent que les débris spatiaux deviendront un problème sérieux après 2055, rendant toute exploration spatiale ultérieure presque impossible. Ils affirment que le niveau de débris sur les orbites terrestres basses est si élevé que les mesures visant à le réduire sont inutiles.

Qu'est-ce que le syndrome de Kessler ?

Le syndrome de Kessler (ou cascade de collisions) est un scénario dans lequel il y a trop de déchets spatiaux dans l'orbite de la Terre, ce qui fait que davantage d'objets entrent en collision, créant ainsi plus de débris. Par conséquent, la probabilité de nouvelles collisions augmenterait. Au final, cela conduirait à un point où l'orbite de la Terre deviendrait inutilisable. Vous pouvez voir une représentation de cette théorie dans le film Gravity. Le syndrome de Kessler doit son nom à Donald Kessler, un scientifique de la NASA, qui a eu cette idée en 1978.

Incidents de dommages liés à des débris spatiaux

Maintenant que nous connaissons les théories, voyons les accidents réels qui impliquent des débris spatiaux.

Des débris spatiaux frappent l'ISS.

Depuis 1999, la station spatiale internationale a changé de cap plus de 25 fois pour éviter des débris connus. Cependant, cela n'a pas permis de sauver entièrement l'ISS. En 2019, il y a eu plus de 1 400 impacts de météorites et de débris orbitaux enregistrés avec l'ISS. Ils ont endommagé plusieurs sections, notamment des panneaux solaires, des fenêtres américaines et russes, des radiateurs, etc.

Des débris spatiaux frappant la Lune.

En 2022, un déchet spatial a touché la surface lunaire pour la première fois. L'étage supérieur d'une fusée chinoise lancée en 2014 a touché la face cachée de la Lune le 4 mars 2022. Personne n'a observé l'impact, mais selon les simulations informatiques, le morceau de la fusée a atterri quelque part près du cratère Hertzsprung et aurait dû laisser un cratère d'environ 20 m de diamètre.

Des débris spatiaux frappant la Terre.

Bien que la plupart des déchets spatiaux se consument dans l'atmosphère, des morceaux de débris ont touché la surface de la Terre à plusieurs reprises. Mais ils n'ont pas causé de dégâts significatifs. Voici quelques-unes de ces occasions :

  • L'un des premiers événements enregistrés s'est produit le 5 septembre 1962, lorsqu'un morceau de Spoutnik IV est tombé à Manitowoc, dans le Wisconsin. La pièce mesurait 0,15 m et pesait 9,5 kg.
  • La première personne blessée par l'impact (presque) direct des débris spatiaux a été Wu Jie, un garçon de 6 ans originaire de Chine, en 2002. Un morceau d'aluminium de 10 kg provenant du lancement du vaisseau spatial Ziyuan-2B a heurté un kaki sous lequel le garçon jouait. Wu Jie souffre d'une fracture de l'orteil et d'un gonflement du front.
  • Le 31 juillet 2022, l'étage central vide de la Longue Marche-5B a fait une rentrée incontrôlée au-dessus de l'Indonésie et de la Malaisie. De nombreuses personnes en ont été témoins, mais personne n'a été blessé.

Peut-on se débarrasser des débris spatiaux ?

Normalement, les déchets spatiaux tournent autour de la Terre jusqu'à ce qu'ils rentrent dans l'atmosphère et s'y consument. Selon l'altitude de l'objet, cela prend de quelques années à plusieurs milliers d'années. Les objets situés à moins de 600 km peuvent réintégrer l'atmosphère après quelques années. Les débris situés à une altitude de 800 km peuvent continuer à tourner autour de la Terre pendant des siècles. Au-dessus de 1 000 km, ils continueront à tourner autour de notre planète pendant des milliers d'années.

Mais nous ne pouvons pas simplement arrêter de lancer des trucs dans l'espace pour le nettoyer. L'orbite de la Terre est déjà remplie de nombreux objets, et même sans nouveaux lancements, ils se multiplieront en entrant en collision les uns avec les autres. Selon les calculs, seuls les morceaux de 10 à 20 cm de diamètre seront multipliés par 3,2.

Donc, évidemment, nous ne pouvons pas attendre que tous les débris spatiaux disparaissent. Actuellement, des entreprises du monde entier travaillent à retirer les satellites morts de leur orbite et à les ramener dans l'atmosphère, où ils se consumeront. Ces projets comprennent un harpon, un filet, des aimants, et même des lasers de tir!.

La première mission de ce type est prévue pour 2025, lorsque l'ESA lancera un robot collecteur de débris à quatre bras afin de retirer un seul débris appelé Vespa. Selon le plan, la sonde saisira Vespa et l'entraînera dans l'atmosphère, où ils brûleront tous les deux. La mission coûtera 120 millions d'euros.

Une autre méthode plus réaliste et moins coûteuse consiste à ne pas laisser les objets en orbite lorsqu'ils ne sont plus utiles. Le Comité de coordination inter-agences sur les débris spatiaux (IADC) a établi des directives internationales à cet effet.

Carte des déchets spatiaux

Tu peux traquer des déchets spatiaux par toi-même. Utilisez une carte des débris spatiaux qui montre un modèle 3D des satellites en orbite terrestre (y compris les débris et les satellites inactifs). Vous pouvez aussi vous procurer une application de suivi de satellite qui vous permet de suivre des débris spatiaux. Vous pouvez les trouver en appuyant sur l'icône du satellite dans le coin supérieur droit de votre écran, dans la section "Débris spatiaux". De plus, la plupart des débris ont un "DEB" à la fin de leur nom.

La ligne du bas : Les déchets spatiaux ou débris spatiaux sont des matériaux fabriqués par l'homme et laissés dans l'espace. Ils comprennent une grande variété d'objets, des satellites morts à une simple brosse à dents. Si les humains continuent à détruire l'orbite de la Terre, dans le pire des cas, l'exploration spatiale deviendra impossible. Les entreprises du secteur spatial travaillent à une solution à ce problème.

Crédit texte:
Crédit d'image:Vito Technology, Inc.
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