Équipements et câblages électriques du satellite Gaia de l'Esa, construit par Astrium. À l'avenir, les industriels seront amenés à revoir leur méthode de fabrication des satellites pour les rendre plus robustes aux impacts de débris de petite taille.© Rémy Decourt

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De nouveaux standards pour la construction des satellites

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La forte densité de débris spatiaux de très petite taille impose de nouvelles règles de construction des satellites. L'idée de nettoyer les orbites de cette pollution est certes louable, mais irréalisable compte tenu de la complexité de la tâche. Des études sont en cours, afin d'évaluer de quelle manière durcir et protéger les satellites.

En orbite basse, on distingue deux sortes de débris spatiaux. Ceux que l'on peut détecter, et tous les autres, d'une taille inférieure à cinq centimètres. Aujourd'hui, il est possible de suivre la trajectoire des débris à partir de dix centimètres. C'est ce que fait l'United States Strategic Command (USSTRATCOM), qui les référence dans un catalogue public, utilisé par tous les services de surveillance du ciel. Cette agence américaine de surveillance de l'espace a également les moyens de repérer des objets mesurant entre 5 et 10 centimètres, mais ce répertoire reste confidentiel. C'est l'une des raisons qui poussent l'Agence spatiale européenne (Esa) à détenir son propre réseau de surveillance spatiale.

Aujourd'hui, aucun satellite n'est à l'abri d'une collision, tous sont exposés à un risque qui dépend de l'orbite et de la taille du débris ou du fragment. En clair, les débris de plus de dix centimètres sont les plus dangereux, car capables de détruire un satellite. Mais le danger est relatif, puisque leur surveillance permet aux satellites d'anticiper des manœuvres d'évitement.

Gros plan sur un impact de débris spatial examiné au microscope électronique à balayage. © Cnes, 1998

Petits débris spatiaux, mais dégâts potentiels sur les satellites

Pour les débris et les fragments plus petits, la situation est différente. En dessous de cinq centimètres, ils sont indétectables. S'ils ont peu de chances de détruire un satellite lors d'une collision, ils peuvent tout de même le perforer et causer des dégâts pouvant réduire sa durée de vie ou ses performances. Dans ce cas, le danger réside moins dans la taille que dans la probabilité que le satellite soit percuté plusieurs fois (qu'il subisse donc un impact répété).

Le nombre de débris de plus de 10 centimètres est estimé à moins de 20.000, ceux de 1 à 10 centimètres seraient environ 600.000, et il existerait quelque 150 millions de débris de 0,1 à 1 centimètre. Malgré les mesures d'atténuation visant à limiter leur quantité, cette population ne cesse de croître. La surveillance des débris spatiaux est devenue une activité routinière pour les opérateurs de satellites du monde entier.

P2-Rotect et Revus : améliorer la protection des satellites

Depuis que l'Union européenne investit dans le secteur spatial en finançant les satellites environnementaux Sentinel (Copernicus) et ceux de la constellation Galileo, elle s'est saisie de la question des débris spatiaux. La protection de ses intérêts et des activités spatiales justifie le financement d'études, qui pourraient amener les industriels du secteur spatial à adopter de nouveaux standards dans la conception et la construction des satellites. L'UE finance et cofinance, dans le cadre du 7e Programme-cadre européen de recherche et de développement technologique (FP7), les études P2-Rotect (Prediction, Protection and Reduction of OrbiTal Exposure to Collision Threats) et Revus (Reducing the Vulnerability of Space Systems).

Les objectifs de P2-Rotect sont de déterminer avec précision la probabilité et la sévérité des collisions avec les débris spatiaux, et d'estimer la façon dont cela peut affecter la réalisation de la mission du satellite, à moyen et long terme. Ensuite, tout le travail consiste à « analyser différentes méthodes de réduction de la vulnérabilité aux collisions », expliquait en octobre 2011 Sébastien Merit, chef du projet.

Quant à Revus, il s'agit d'une étude qui vise à définir des solutions de conception et de nouveaux standards de construction, afin de réduire, en orbite basse, la vulnérabilité des futurs satellites aux débris et fragments de moins d'un centimètre. Elle est réalisée par Astrium France. L'idée est de voir si, d'une façon ou d'une autre, il est possible d'atténuer, voire d'empêcher les dégâts à l'aide d'éléments de protection supplémentaires autour des parties les plus fragiles d'un satellite.

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