Le panneaux solaires, avant et après l'impact d'un débris contre sa surface, en août 2016. © ESA

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Le satellite Sentinel 1A a été touché par un débris

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Le 23 août 2016, le satellite Sentinel 1A déviait mystérieusement de sa trajectoire et sa production d'électricité chutait drastiquement. L'ESA a terminé son enquête, après avoir repéré un trou dans un panneau solaire grâce à des caméras embarquées : c'est bien un impact. La minutieuse reconstitution de cet évènement a permis de désigner un coupable : un minuscule débris d'engin spatial, trop petit pour être détecté par le réseau de surveillance américain, et qui a percuté Sentinel 1A à 11 km/s.

  • L'enquête menée pour comprendre l'incident survenu en 2016 sur le satellite environnemental Sentinel 1A vient de conclure à un impact.
  • L'image des dégâts et la reconstitution du choc indiquent que l'objet était artificiel et de petite taille.
  • L'amélioration de la résolution du réseau de surveillance actuel, prévu pour la fin de l'an prochain au plus tôt, est indispensable.

Le lancement de Sentinel 1A filmé depuis le lanceur Soyouz  Les moments clés des 25 premières minutes du vol du lanceur Soyouz lors de la mise en orbite du satellite Sentinel 1A, premier d'une longue série. Quatre caméras ont été installées, filmant le corps du lanceur et sa séparation des étages, puis celle du satellite. © Arianespace, Agence spatiale européenne (Esa), Roscosmos 

Sentinel 1A était-il destiné à être percuté par un débris ? Seulement quelques jours après son lancement, en avril 2014, le satellite a évité de peu une collision avec Acrimsat (un satellite de la Nasa devenu incontrôlable). Deux ans plus tard, en août 2016, un débris indétectable percutait le satellite.

L'impact s'est produit sur le côté arrière d'un panneau solaire sous un angle de 45° par rapport à la direction du vol, à la vitesse relative de 11 km/s. Le choc a modifié la vitesse du satellite d'environ 0,7 millimètre par seconde et son attitude de plusieurs degrés.

Il a surtout produit des dommages significatifs sur le panneau solaire avec une perte définitive d'environ 5 %. Au moment de l'impact, la puissance de sortie a diminué de 280 W, pour une valeur nominale de 6.000 W. Cette réduction de puissance reste toutefois sans conséquence sur les opérations. Elle est en effet relativement faible par rapport à l'énergie générée par le panneau solaire, qui dépasse de beaucoup les besoins du satellite pour ses activités d'observations radar.

Reconstitution au sol de l'impact sur le panneau solaire de Sentinel 1A qui permet de se faire une idée assez précise des dommages. © ESA

Un débris trop petit pour être surveillé

Pour comprendre ce qui s'est passé, les ingénieurs ont pu reconstituer la scène grâce aux caméras utilisées pour surveiller le déploiement des panneaux solaires. Elles n'étaient pas destinées à faire autre chose mais, compte tenu de la situation, l'ESA les a rallumées. Les contrôleurs au sol ont ainsi pu chercher la zone du satellite touchée et l'ont trouvée : l'un des deux panneaux solaires présente une déformation d'environ 40 cm de diamètre, avec un trou en son milieu.

D'après Benjamin Bastida Virgili et Holger Krag, responsable du Bureau des débris spatiaux de l'ESA, le débris entré en collision avec Sentinel 1A était artificiel, « probablement un fragment d'explosion ou d'une collision ». Sa masse a été estimée à 0,2 gramme et sa taille à environ un centimètre. Son diamètre équivaudrait à une sphère en aluminium d'environ 5 millimètres.

Compte tenu de sa taille, les radars du réseau de surveillance américain USSTRATCOM ne pouvaient pas le repérer. En effet, ces radars ne peuvent détecter que des débris de plus de 10 centimètres environ. Fin 2018 ou début 2019, il est prévu que ces radars soient rénovés. Leur performance sera sensiblement accrue avec une capacité réelle de détection tenue secrète. Bien que le Commandement stratégique des États-Unis, qui gère le réseau, annonce entre 5 et 10 centimètres, des experts supposent que ce réseau devrait être capable de voir des débris de seulement 3 centimètres, voire 2 ! Quelle que soit la performance réelle, le nombre de débris à cataloguer passera de 20.000 aujourd'hui à plus de 100.000 d'ici la fin de la décennie. Cette meilleure connaissance des orbites utilisées par les satellites s'accompagnera par un nombre beaucoup plus élevé d'alertes collision.

À la suite de cette collision, sept nouveaux débris ont été détectés et sont maintenant catalogués et suivis par l' USSTRATCOM.

Pour en savoir plus

Sentinel 1A a évité de peu une collision avec un autre satellite

Article de Rémy Decourt publié le 11/04/2014

La surveillance de tout ce qui tourne autour de la Terre a du bon. Une collision dans l'espace, entre les satellites Sentinel 1A et Acrimsat (un satellite de la Nasa devenu incontrôlable), vient d'être évitée.

Seulement quelques jours après son lancement par un lanceur russe Soyouz depuis le centre spatial de Kourou, le satellite Sentinel 1A de l'Agence spatiale européenne a bien failli terminer sa mission avant de l'avoir commencée. En cause, le satellite scientifique Acrimsat de la Nasa, incontrôlable depuis l'épuisement de ses réserves en carburant, fonçant droit sur lui ! Des observations radar ont en effet montré qu'il pouvait s'en approcher à moins de 20 mètres, bien en dessous des marges de sécurité.

Ce risque, l'Agence spatiale européenne l'a pris très au sérieux, d'autant plus que le satellite se trouvait encore en phase de lancement et de mise à poste (LEOP). Bien que ses panneaux solaires et son antenne radar étaient déployés, beaucoup de travail restait à faire avant que le satellite Sentinel 1A entre dans sa phase opérationnelle.

Vue d'artiste du satellite Sentinel 1A (3,8 mètres de côté pour 4,4 mètres de hauteur) et de son antenne radar déployée. © Esa, P. Carril

Basés à Darmstadt, en Allemagne, les contrôleurs au sol du Centre européen des opérations spatiales (Esoc) ont donc été contraints de planifier dans l'urgence une correction de trajectoire. Dans la nuit du 4 au 5 avril, les contrôleurs au sol ont transmis l'ordre au satellite de se déporter, ce qui a été fait, mais non sans une pointe d'angoisse. C'était la première fois qu'une manœuvre d'évitement d'un débris était réalisée pendant une phase LEOP. Et au moment de sa manœuvre, Sentinel 1A n'était plus sous couverture radio.

Les collisions entre satellites pas inédites

Une situation qui n'est pas sans rappeler la mésaventure du satellite Iridium 33, qui s'était soldée par sa destruction en février 2009. À l'époque, le réseau américain de surveillance de l'espace avait prévenu les deux opérateurs des satellites d'une possible collision. Les contrôleurs au sol avaient alors estimé qu'il n'y avait aucun risque, la distance minimale de sécurité était suffisante. Mal leur en a pris. Les deux satellites sont entrés en collision et ont provoqué un nuage de quelque 600 débris.

Reste une question : pourquoi Sentinel 1A s'est-il retrouvé dans une situation aussi dangereuse quelques heures seulement après son lancement, alors que tous les débris supérieurs au centimètre sont recensés et suivis. Interrogé, le porte-parole de l'Agence spatiale européenne nous a précisé que le recensement avant le lancement de tous les objets susceptibles de se trouver aux environs du satellite, dans un rayon de 1,5 kilomètre, n'avait pas de sens. Les observations auraient généré un nombre si important d'alertes que planifier un lancement en tenant compte de ces alertes aurait été extrêmement difficile.