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Q : Qu'est-ce que les débris spatiaux ou orbitaux ?
R : Les débris orbitaux sont des matériaux artificiels présents dans l'espace autour de l'orbite terrestre. Il peut s'agir de nappes de peinture, de boulons perdus, d'étages de fusée usés ou de satellites morts. Depuis l'avènement de l'ère spatiale, l'humanité crée de plus en plus de débris orbitaux, parfois par accident lorsque des objets se cassent ou se heurtent les uns aux autres, ou intentionnellement lorsque des satellites hors d'usage sont laissés en orbite pendant des années ou des décennies jusqu'à ce qu'ils se désorbitent naturellement. Des cas plus extrêmes se sont produits avec des actions délibérées, comme lorsque la Russie a testé une arme antisatellite en 2021 et a créé des centaines de milliers de débris orbitaux.
Q : D'où viennent tous ces débris orbitaux ?
R : Il existe de nombreuses sources de débris, allant d'un grain de peinture à une clé perdue, en passant par des morceaux d'étages de fusées et des satellites abandonnés. Selon l'Agence spatiale européenne (ESA), environ 24 % des débris dans l'espace sont des satellites et 11 % des étages supérieurs usés de fusées et d'autres objets liés à des missions.1
Mais ce sont les collisions qui sont les plus importantes, avec trois incidents représentant plus de 30 % des débris orbitaux. Le plus récent est un essai de missile antisatellite mené par la Russie en novembre 2021, qui a frappé un satellite russe inactif, provoquant des centaines de milliers de débris traçables et non traçables. Un autre essai de missile mené par la Chine en 2007 a produit plus de 3 000 fragments de débris. Enfin, en 2009, un satellite russe est entré en collision avec un vaisseau spatial Iridium, créant 2 000 débris d'au moins 10 cm et des milliers d'autres plus petits. La plupart des débris issus de ces trois incidents devraient rester en orbite pendant des décennies.
Q : Où se trouvent les débris orbitaux ?
R : La plupart des débris orbitaux se trouvent en orbite terrestre basse (LEO), c'est-à-dire entre 500 et 1 500 km. Cela s'explique en grande partie par le fait que l'essentiel de l'activité spatiale se déroule sur cette orbite. La NASA estime que la majeure partie des débris se trouve entre 750 et 1 000 km.2
Q : Combien de temps faut-il pour qu'un débris se désorbite de lui-même ?
R : Plus l'objet est proche de la Terre, plus vite la désintégration de l'orbite le fera revenir sur Terre, soit en se consumant dans l'atmosphère, soit en atterrissant (avec un peu de chance) dans l'océan. Selon la NASA, les débris situés à 600 km ou moins retombent normalement sur Terre en quelques années. Les objets situés à plus de 800 km peuvent prendre des siècles. En orbite géostationnaire (36 000 km), l'orbite la plus élevée pour les satellites artificiels, un satellite mort peut rester en orbite pendant des millénaires. Mais comme il y a beaucoup moins de ces satellites sur une orbite beaucoup plus élevée, ils sont beaucoup moins susceptibles de causer un problème. De plus, les opérateurs de ces satellites réservent généralement suffisamment de carburant pour pousser le satellite sur une "orbite cimetière" à la fin de sa vie - bien plus que tous les autres satellites.
Q : L'espace est tellement vaste, en quoi est-ce un problème ?
A: Space is infinitesimally large, but in near-Earth orbits, that space is starting to fill up. In 2023, it’s estimated that over 25,000 objects larger than 10 cm are in orbit, with smaller particles between 1 and 10 cm numbering over 500,000 and even smaller ones (<1 cm) numbering over 100 million. With more and more satellites being launched, the problem is only growing. Additionally, in orbits below 2,000 km, these objects are traveling at speeds of 7-8 km/s (15,000-18,000 mph), so the potential for damage can be great even from small objects.3
Q : Qu'est-ce que la capacité de charge orbitale ?
R : La capacité de charge correspond à la quantité de "trafic" qu'une altitude orbitale donnée peut accueillir en toute sécurité. Elle est obtenue en multipliant la masse du satellite par la surface - ou section transversale - multipliée par le nombre de satellites sur cette orbite. Plus les satellites sont grands et massifs, plus vite la capacité de charge orbitale sera atteinte. E-Space estime que la réglementation relative à la capacité de charge orbitale peut contribuer à réduire le risque de collisions et que, sans elle, nous risquons d'augmenter le nombre de collisions dans l'espace.
Pour en savoir plus sur la capacité d'emport orbital, consultez le site de Greg Wyler, PDG de E-Space .
Q : Qu'est-ce que le syndrome de Kessler ?
R : Le syndrome de Kessler est une théorie présentée en 1978 qui décrit comment une collision peut avoir un effet en cascade qui ne s'arrête jamais. Cette première collision crée encore plus de débris, qui entrent ensuite en collision avec d'autres débris, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'environnement dans l'espace proche soit complètement dégradé. Don Kessler, scientifique de la NASA, a appliqué le même type de modèles mathématiques que ceux utilisés pour décrire la "cascade de collisions" observée dans un champ d'astéroïdes - ou entre les molécules d'une boîte qui rebondissent - pour décrire l'effet. Si un phénomène tel que le syndrome de Kessler se produisait, il pourrait compromettre l'environnement spatial pendant des décennies, voire des siècles.
Q : Pourquoi le problème des débris orbitaux s'aggrave-t-il ?
R : Le problème des débris s'aggrave pour plusieurs raisons, mais l'une des plus importantes est la forte augmentation de l'activité en orbite basse. Il est devenu beaucoup plus facile et abordable de construire de petits satellites, et l'émergence d'opérateurs de lancement privés a également fait baisser le coût de leur lancement.
Outre le nombre de satellites, de nombreux engins spatiaux ont été construits sans souci de durabilité. Avec des sections transversales importantes qui les exposent davantage aux débris en orbite, de nombreux "petits" satellites sont encore assez massifs.
Q : Les débris orbitaux peuvent-ils être nettoyés ?
R : Oui, mais ce n'est pas facile, et les efforts proposés se limitent principalement à des objets de grande taille. La société japonaise Astroscale est en passe de déployer des engins spatiaux capables de s'attacher à de gros débris spatiaux et de les pousser vers des orbites plus basses, où ils se consumeront dans l'atmosphère. ClearSpace, un partenariat entre l'Agence spatiale européenne et la startup suisse ClearSpace SA, poursuit des objectifs similaires. Prévu pour 2026, le premier engin spatial ClearSpace-1 vise à retirer l'étage supérieur d'une fusée défunte lancée en 2013.
Q: Les satellites peuvent-ils être conçus de manière plus durable ?
R : Oui. C'est d'ailleurs ce que fait le site E-Space . Les engins spatiaux de notre prochaine constellation sont conçus selon six principes afin de les rendre plus durables :
- Sécurité intégrée
- 100% de disparition
- Petite section transversale
- Faible masse
- Pas de libération de composants
- Entraînement et désorbitation
Pour en savoir plus, cliquez ici.
Notes de bas de page
1Page de l'ESA sur les débris spatiaux
2,3Bureau du programme sur les débris orbitaux de la NASA
