Illustration du survol de la Terre risqué de Solar Orbiter. © ESA, ATG medialab
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Solar Orbiter : son survol de la Terre le 27 novembre sera le moment le plus risqué de sa mission

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[EN VIDÉO] Débris spatiaux : plus de 20.000 objets polluent l’orbite terrestre  Depuis 1957 plus de 5.000 engins ont été expédiés dans l’espace, générant régulièrement de nombreux débris spatiaux. Ces objets sont une menace pour les futures missions que le Cnes prend très au sérieux. L’organisation nous présente en vidéo des solutions pour lutter contre ce problème. 

La probabilité que la sonde Solar Orbiter rencontre des débris lors de son prochain survol de la Terre est très faible. Mais le risque n'est pas nul pour autant.Et le simple fait que ce risque existe révèle clairement le désordre qui règne dans l'espace et la nécessité de prendre des mesures pour éliminer ces débris spatiaux qui pullulent autour de notre Planète.

Ce samedi 27 novembre, après un an et huit mois de vol dans le Système solaire interne, le vaisseau Solar Orbiter survolera sa planète d'origine, la Terre, pour réduire l'énergie liée à sa vitesse. Le satellite d'observation sera ensuite prêt pour effectuer les prochains six survols prévus de Vénus. Ces dernières assistances gravitationnelles affineront et inclineront l'orbite de Solar Orbiter, permettant à la sonde protégée de la chaleur de capturer ses toutes premières images directes des pôles du Soleil, et bien plus encore.

Lors de son survol de la Terre, Solar Orbiter devrait passer à 460 km de la surface à son altitude la plus proche, soit environ 30 kilomètres au-dessus de la trajectoire de la Station spatiale internationale (ISS). Il traversera deux fois l'anneau géostationnaire à 36.000 kilomètres et passera même sous le niveau de l'orbite terrestre basse, soit à moins de 2.000 kilomètres, deux zones encombrées de débris spatiaux.

Ce qu'il faut savoir sur la sonde spatiale Solar Orbiter. © ESA

Quel est le risque encouru pour Solar Orbiter ?

Avant de trop s'inquiéter, commençons par dire clairement que la probabilité que la sonde soit heurtée par des déchets est vraiment très faible. Les missions d'observations terrestres passent toute leur vie dans l'orbite terrestre basse, la zone spatiale la plus encombrée de déchets spatiaux, et même si elles doivent chaque année effectuer quelques manœuvres d'évitement, Solar Orbiter ne restera que quelques minutes dans cette zone avant de passer au plus près de la surface de la Terre et de continuer vers Vénus.

Mais même si les risques sont faibles, les collisions avec des déchets à une faible altitude terrestre sont réelles. En 2016, un panneau solaire du satellite Sentinel-1A de l'ESA, a été heurté par une particule d'une taille estimée à moins de 5 millimètres. En dépit de sa petite taille et en raison de sa vitesse relative élevée, cela a endommagé une zone de 40 cm de diamètre, entraînant ainsi une petite baisse de la puissance embarquée et des petites modifications de l'orientation et de l'orbite du satellite. Des centaines de millions de particules de déchets de cette taille sont actuellement en orbite !

Comment va se dérouler le survol le plus risqué de Solar Orbiter le 27 novembre 2021 ? © ESA

Hubble, le télescope de la Nasa et de l'ESA, l'Agence spatiale européenne, a déjà passé 31 ans en orbite terrestre à une altitude d'environ 547 kilomètres. Durant cette période, il a pu constater à quel point la voûte céleste est saturée de satellites et de déchets. Il en a lui-même subi les conséquences, car ses propres panneaux solaires ont été heurtés et abîmés par des petites particules de déchets.

Bien que le risque encouru par Solar Orbiter lors de son prochain survol de la Terre demeure très faible, il n'en est pas nul pour autant. Il n'a pas été exposé à ce risque lorsqu'il s'est approché de Vénus. Le Bureau des déchets spatiaux de l'ESA n'a pas non plus eu besoin de réaliser une analyse des risques de collision lorsque BepiColombo s’est récemment approché de Mercure ou lorsque Cassini-Huygens a survolé Jupiter.

Même durant les survols de la Terre, par exemple lorsque Cassini-Huygens l'a survolé en 1999, Rosetta en 2005, 2007 et 2009 et Juno une fois en 2013, il y avait moins de satellites, moins de déchets et aucune « mégaconstellation » en orbite. Bien qu'il demeure sûr, le survol de la Terre est plus risqué que par le passé.

Environ 7 à 10 jours avant le survol, le Bureau des déchets spatiaux de l'ESA commencera à faire une analyse des risques selon la trajectoire de Solar Orbiter et la position prévue des objets répertoriés comme étant en orbite autour de la Terre. Celle-ci permettra de calculer la probabilité de collision pour quelques passages rapprochés spécifiques.

Le coût des manœuvres d'évitement

Dans ces cas-là, si le taux d'incertitude est élevé au départ, il diminue au fur et à mesure de l'évolution de l'orbite des objets. Plus le moment du passage rapproché devient imminent, plus nos données d'observations s'améliorent, ce qui réduit l'incertitude quant à l'emplacement des débris concernés. Comme c'est presque toujours le cas, plus nous avons d'informations sur la position de deux objets, plus nous sommes sûrs qu'ils se croiseront sans encombre.

Mais parfois, à mesure que passe le temps et que s'annonce le moment du passage rapproché, les risques de collision augmentent. Pour chacune des missions Sentinel en orbite terrestre, une manœuvre d'évitement de collisions est faite, environ une fois tous les cinq ou six mois, lorsque la « distance d'évitement » avec un autre objet est considérée comme étant trop risquée.

Pour Solar Orbiter, dans le cas peu probable où il faudrait effectuer une manœuvre pour éviter un impact, la décision sera prise ce jeudi 25 novembre, deux jours avant le passage rapproché de la Terre. La manœuvre serait exécutée le vendredi 26 novembre, soit environ six heures avant ce passage rapproché.

Éviter les débris spatiaux coûte cher. © ESA, UNOOSA

Danger écarté ?

Dès que Solar Orbiter aura quitté l'orbite rapprochée de la Terre et passera au-dessus de l'orbite géostationnaire, il se trouvera hors de danger. L'horaire estimé est environ d'une heure après le moment où il sera à une distance minimale avec la Terre.

À mesure que la mission s'éloigne de notre Planète, avec un petit peu moins d'énergie qu'à son arrivée, le satellite et les équipes chargées de sa mission n'auront plus jamais à se préoccuper des débris spatiaux. Pour les missions encore en orbite terrestre, et pour les prochains engins en attente de lancement, la situation dans l'espace est une source croissante d'inquiétude.

Après des décennies de lancements sans se soucier réellement du devenir des satellites en fin de vie, notre environnement spatial est saturé de déchets spatiaux. Au moment où Solar Orbiter se trouvera au plus près de nous, traversant momentanément les autoroutes de l'orbite terrestre, il nous rappelle un fait indiscutable : le problème des débris spatiaux ne concerne que la Terre, nous l'avons créé et c'est à nous de nettoyer l'espace.

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