L'EPFL lance un satellite à la poursuite des débris de l'espace

L'EPFL lance un satellite à la poursuite des débris de l'espace

15.02.12 - La prolifération des débris – restes de fusées et de satellites qui ne sont plus utilisés ou qui ont été détruits – dans les orbites terrestres constitue un risque de plus en plus pressant pour les engins spatiaux et peut générer des coûts colossaux. À l’EPFL, le Swiss Space Center lance aujourd’hui le projet CleanSpace One, visant à développer et construire le premier représentant d’une famille de satellites destinés au nettoyage de ces scories.

*** Pour visionner la vidéo en français, veuillez cliquer ici! ***


La périphérie de la Terre est encombrée de débris de toutes sortes, anciens engins hors service ou fragments de fusées et de satellites, qui tournoient à des vitesses inouïes. La NASA suit à la trace pas moins de 16'000 objets de plus de 10 cm. Le risque de collisions est avéré. Elles provoquent des dégâts considérables, voire la destruction complète de satellites, – ce qui génère à chaque fois des milliers de nouveaux débris.

«Il est devenu indispensable de prendre conscience de l’existence de ces débris et des risques qu’engendre leur prolifération», déclare Claude Nicollier, astronaute et professeur à l’EPFL. Pour aller au-delà des mots et ouvrir immédiatement le chantier d’un nécessaire nettoyage de l’espace, le Swiss Space Center, à l’EPFL, lance aujourd’hui le projet CleanSpace One, qui prévoit de construire en Suisse le premier prototype d’une famille de satellites «désorbiteurs».

Ses concepteurs veulent symboliquement lancer CleanSpace One à l’assaut du premier objet céleste suisse, le picosatellite Swisscube, mis en orbite en 2009, ou de son «cousin» tessinois TIsat, lancé en juillet 2010.

Un satellite, trois défis technologiques
Trois défis de taille attendent ce premier nettoyeur spatial. Chacun d’entre eux implique un développement technologique qui pourra par la suite être appliqué à d’autres dispositifs.

Après son lancement, il s’agira d’abord pour le satellite d’adapter sa trajectoire afin de rejoindre l’orbite de sa cible. Il pourrait pour cela utiliser un nouveau type de moteur destiné à l’espace, ultracompact, également en développement dans les laboratoires de l’EPFL. Lorsqu’il sera parvenu à proximité de son objectif, qui fonce à 28'000 km/h et à 630 ou 750 km d’altitude, CleanSpace One le saisira et le stabilisera – une mission particulièrement délicate à ces vitesses, surtout si le satellite à éliminer est en rotation. Pour l’accomplir, les scientifiques envisagent de développer un mécanisme de préhension dont le fonctionnement s’inspirerait du monde animal ou végétal. Enfin, couplé au satellite à désorbiter, CleanSpace One devra prendre la direction de l’atmosphère terrestre, où les deux satellites seront brûlés.

Même si ce premier exemplaire sera détruit, l’aventure de CleanSpace One ne sera pas unique. «Nous voulons proposer et commercialiser une famille de systèmes clés-en-mains et conçus dans un souci de durabilité, adaptés à plusieurs types de satellites à désorbiter, explique Volker Gass, directeur du Swiss Space Center. De plus en plus, les agences spatiales devront prendre en considération et préparer l’élimination de ce qu’ils envoient dans l’espace. Nous voulons faire œuvre de pionniers.»

La conception et la réalisation de CleanSpace One, ainsi que la mission proprement dite, sont chiffrées à quelque 10 millions de francs. En fonction des sources de financement et des partenariats qui seront établis, le rendez-vous en orbite pourrait avoir lieu d’ici trois à cinq ans.

A propos des débris spatiaux
Quelque 16'000 objets de plus de 10 cm, des centaines de milliers de plus petits, lancés à des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde : depuis les débuts de la conquête spatiale, la périphérie de la Terre s’est retrouvée de plus en plus encombrée de débris de toutes sortes, essentiellement concentrés sur les orbites basse (moins de 2000 km, où se trouve par exemple la Station spatiale internationale ISS) ou géostationnaire (35'786 km). Beaucoup sont issus de portions de fusées ou de satellites désintégrés en orbite. En cas d’impact, ces éléments peuvent gravement endommager, voire détruire des satellites fonctionnels – le cas s’est présenté le 10 février 2009, avec l’explosion du satellite de communication américain Iridium-33 lors de sa rencontre avec l’ancien satellite russe Cosmos-2251. Les conséquences financières de tels accidents sont considérables en particulier pour les assurances actives dans le spatial, d’ores et déjà engagées à hauteur de 20 milliards de dollars.

Les cas de collision sont appelés à se multiplier. Même dans l’immensité de l’espace, la densité des déchets d’origine humaine devient problématique. Leur croissance est exponentielle : chaque rencontre génère à son tour plusieurs milliers de nouveaux débris, plus petits, mais pas moins dangereux qu’un gros satellite abandonné. La NASA, qui recense et suit à la trace 16’000 objets célestes, ne peut garder son œil que sur les plus conséquents (plus de 10 cm) – alors qu’un simple éclat de peinture, à des de plusieurs kilomètres par seconde, peut déjà fortement endommager un panneau solaire ou le pare-brise d’une navette. Pour éviter les plus gros débris avant qu’ils ne s’approchent à des distances critiques, la Station spatiale internationale doit régulièrement modifier son orbite. Elle vient de le faire, avec succès, le 29 janvier dernier.

Selon une étude publiée par le réassureur Swiss Re l’an dernier, il y a chaque année près d’une « chance » sur 10’000 qu’un débris de plus de 1 cm rencontre un satellite de 10 m2 sur l’orbite héliosynchrone (entre 600 et 1000 km).

http://actu.epfl.ch/news/l-epfl-lance-un-satellite-a-la-poursuite-des-debri/

La chose en vidéo.

Ambitieux...

Dans le même ordre d'idée, le CNES m'a contacté pour essayer de réaliser des séquences vidéos de restes de lanceurs Ariane, afin de déterminer s'ils sont en rotation ou pas (une rotation pouvant compliquer ou même rendre impossible une "capture"). Il me reste à espérer du beau temps et surtout une faible turbulence, car ces objets ne sont pas bien gros ! (2" à 3").

cosmiste a écrit:La chose en vidéo.

Ambitieux...

En voyer un satellite pour aller desorbiter un satellite... n'importe quoi !
1 lancement = des debris
On peut m'expliquer ou est le gain ?
N'importe quoi !

C'est du suisse pur et dur: on va nettoyer l'espace et se montrer plus "smart" que les autres (enfin, on croit)

Le gain est très net. Les débris d'un lancement sont faible, petits et à très courte durée de vie. Le but est de supprimer des débris de bien plus grande dimension (de type satellites, avec un potentiel de débris colossal) et à durée de vie bien plus problématique, ce qui a évidemment un gain énorme.

Space Opera a écrit:Le gain est très net. Les débris d'un lancement sont faible, petits et à très courte durée de vie. Le but est de supprimer des débris de bien plus grande dimension (de type satellites, avec un potentiel de débris colossal) et à durée de vie bien plus problématique, ce qui a évidemment un gain énorme.

J'ai de sérieux doute, a priori, sur cette méthode très séduisante. Envoyer un nettoyeur, c'est procéder à un lancement. Donc produire des déchets (voir la vidéo du lancement Véga, très étonnante quant à la production de "miettes" durant le vol du lanceur). Ce n'est pas résoudre le vrai danger des micro déchets (inférieurs à 5 cm, par exemple) dotés d'une énergie cinétique énormément dévastatrice. La méthode 'abraso' ou 'poulpe' est belle mais un peu compliquée... etc. Bien. D'autre part, la méthode qui consiste à faire brûler les objets en orbite par rentrée atmosphérique est-elle vraiment si propre que celà? Elle produit des poussières non brûlée, des gaz par forcément propres ... A voir.

Une solution avait été envisagée par quelques uns au cnes il y a fort longtemps, c'est la mise en orbite d'un engin plus lourd, sorte de camion-poubelle, qui aurait eu la tâche de localiser, approcher et stabiliser au besoin le déchet, de lui 'ventouser' un petit moteur à poudre et de la désorbiter vers l'extérieur. On pensait, à l'époque, à tous ces satellites placés en orbite circulaire plus haute en fin de mission (vers 900 km). Ce qui représente une sérieuse réserve si on consulte les tables du norad.
Les plus petits déchets auraient été absorbés par cette grande benne, rassemblés et éjectés en paquets cadeaux vers l'extérieur

Et puis le temps est venu de s'occuper d'Hermès. Noblesse de l'art, les Eboueurs de l'Espace ont été mis à la Poubelle de l'Histoire !!! :P

hcru a écrit:Envoyer un nettoyeur, c'est procéder à un lancement. Donc produire des déchets (voir la vidéo du lancement Véga, très étonnante quant à la production de "miettes" durant le vol du lanceur). Ce n'est pas résoudre le vrai danger des micro déchets (inférieurs à 5 cm, par exemple) dotés d'une énergie cinétique énormément dévastatrice.

Je me répète un peu : les débris générés par les lanceurs pendant la mise sur orbite sont très peu dangereux pour plusieurs raisons: très peu atteignent l'orbite (dans l'exemple de la vidéo Vega, tous les débris qui apparaissent avant la mise sur orbite retombent immédiatement sur Terre), et leur durée de vie est très courte.
Par ailleurs, un micro-débris peut détruire un satellite, mais ce ne ne sont pas eux les menaces. Les vrais dangers, ce sont les gros objets qui ont un potentiel destructeur énorme (vieux satellites, étages de fusées sur orbite, ...), non pas en tant que gros objet en eux-même mais surtout en tant que millions d'objets qui peuvent en provenir s'il venait à se fragmenter. Pour nettoyer l'espace, il "suffit" donc de s'attaquer aux objets les plus gros. C'est la base de la logique du nettoyage de l'espace, qui a été vérifiée sur la papier et surtout dans la réalité (cf le dernier Iridium ou le test chinois) :)

Pour ce qui est des techniques (le poulpe, le moteur, le grappin, etc...), ne jugeons pas trop vite ces avant-projets, tout reste encore à faire et c'est justement ce qui va être intéressant à suivre dans les années à venir.