Le centre de recherches spatiales de l'Université du Surrey a dévoilé, le 26 mars 2010, une nouvelle technologie destinée à remédier au problème des débris spatiaux en orbite autour de la Terre : CubeSail technology. 1. Le problème croissant des débris spatiaux
Avec plus de 5 500 tonnes de déchets divers, dont 19.000 objets de plus de 10 cm, se trouvant en orbite basse autour de la planète (de 160 à 2.000 km au-dessus de la surface terrestre), à une altitude où les probabilités de collision sont les plus élevées, la pollution spatiale devient un réel problème auquel il s'avère urgent de remédier.
Le traité de l'espace des Nations Unies, relatif à l'exploration et à l'utilisation pacifique de l'espace extra-atmosphérique, a été ratifié en 1967. A l'époque, la prise de conscience du problème posé par les débris spatiaux n'était pas répandue, et par conséquent, il n'existe toujours pas, à l'heure actuelle, une définition internationalement reconnue du terme de "débris spatial". On entend par là tout satellite arrivé en fin de vie, les objets libérés dans l'espace au cours de missions, les fragments résultant de collisions, explosions ou détérioration de satellites actifs.
En orbite basse, la vitesse des objets en orbite atteint 7,5 km.s-1. Sachant que cette orbite est principalement utilisée par les satellites commerciaux de communication, de surveillance militaire et de surveillance terrestre, on comprend aisément les risques encourus suite à la présence de débris spatiaux. Bien que les collisions constituent à l'heure actuelle la plus petite source de création de débris, le syndrome de Kessler est une réaction en chaîne qu'il convient de considérer très sérieusement. Kessler stipulait en effet, en 1991, qu'à un moment donné, le volume des débris spatiaux en orbite basse atteindrait un seuil au-delà duquel la probabilité d'impact entre objets en orbite et débris serait telle que le nombre de débris et la probabilité des impacts augmenteraient de façon exponentielle. Dans le pire des scenarii, ceci pourrait résulter en la quasi impossibilité de continuer l'exploitation des orbites basses pendant plusieurs générations.
L'accumulation des débris, estimée croître à hauteur de 5% par an, pourrait à terme gêner les systèmes de communication satellitaire, sans parler de l'augmentation des risques de collision. Rappelons entre autres la collision survenue le 10 février 2009, à 790 km d'altitude et à une vitesse de 42.000 km.h-1, entre un ancien satellite militaire russe, Kosmos 2251, et un satellite de communication américain de la constellation Iridium. Environ 1 400 débris ont ainsi été créés. Des simulations informatiques, à partir de l'observation de la population de débris, prévoient huit à neuf collisions de la sorte au cours des 40 prochaines années.
2. Comment réduire la population des débris spatiaux
Pour répondre aux problèmes de collision entre débris et satellites, plusieurs solutions sont envisageables :
- les satellites pourraient être équipés de "boucliers" de protection. Cependant, compte-tenu du poids qu'un tel bouclier ajouterait au satellite et du prix accru de lancement en résultant, cette mesure n'est pour l'instant appliquée que dans le cadre des missions habitées et les efforts de recherche se concentrent sur la mise au point d'écrans de protection fabriqués avec des matériaux plus légers ;
- les collisions pourraient être évitées grâce à la mise au point d'un système de détection des débris, mais les informations obtenues par cette méthode ne sont à l'heure actuelle pas suffisamment performantes ;
- respecter des directives d'autodiscipline communément acceptées par les Etats de lancement ou les sociétés de service de lancement/d'exploitation des satellites en orbite.
Sur le long terme, la solution au problème nécessitera la diminution de la quantité d'objets créés et l'enlèvement des débris d'ores et déjà existants en orbite. Plusieurs méthodes d'enlèvement des déchets ont été proposées (dont l'utilisation d'un appareil robotique à partir d'un engin spatial, permettant de tirer un objet vers une autre orbite ou l'obligeant à ré-entrer dans l'atmosphère de façon destructive). C'est cependant la méthode mise au point par une équipe de scientifiques de l'Université du Surrey, au Royaume-Uni, qui a retenu l'attention.
3. CubeSail technology
Dans le cadre d'un projet financé par la société spatiale européenne EADS Astrium, l'équipe de scientifiques du centre de recherches spatiales de l'Université du Surrey a conçu un nanosatellite équipé d'une voile permettant de désorbiter les équipements spatiaux en fin de mission.
Composé de trois cubes de 10 cm de côté, empilés les uns sur les autres, et contenant une grande voile souple en film métallisé de 25 m2, CubeSail pèse moins de 3 kg et peut être aisément intégré à divers types de satellites ou objets divers à désorbiter, dans la limite de 500 kg. Ce sont ses dimensions qui confèrent à CubeSail la dénomination de "nanosatellite". Inspiré de la voile solaire, un système de propulsion qui utilise la pression exercée par les photons sur une grande surface réfléchissante pour fournir une poussée au satellite dans un premier temps, CubeSail utilise ensuite la résistance à l'air, extrêmement raréfié, pour réduire la vitesse de l'engin à désorbiter et accélérer sa descente. En effet, en ralentissant le mouvement de l'engin spatial, celui-ci va être transféré vers des orbites de plus en plus basses où il finira par brûler dans les hautes couches de l'atmosphère.
Le premier vol d'essai est prévu courant 2011 et s'il s'avère concluant, Sir Martin Sweeting, président de Surrey Stallite Technology Ltd (SSTL), assure déjà envisager de monter le dispositif sur tous les futurs satellites du SSTL. CubeSail ne serait plus un satellite indépendant mais ferait alors partie intégrante d'un gros satellite et servirait à le désorbiter en fin de vie.
source : BE Royaume-Uni numéro 104 (1/07/2010) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT -
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63872.htm
