Débris spatiaux : l'Esa envisage la désorbitation d’Envisat par Rémy Decourt

Débris spatiaux : l'Esa envisage la désorbitation d’Envisat

Dans un avenir proche, une mission de désorbitation d’Envisat est possible. C’est du moins l’un des scénarios à l’étude au sein de l’Agence spatiale européenne. Dans le cadre de son programme Clean Space, l’Esa travaille à identifier les besoins technologiques et à rendre possible une telle mission.

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Avant de devenir un débris spatial, Envisat a été un formidable satellite d'observation de la Terre pour le compte de l'Esa. Les dix instruments embarqués ont fourni des informations de premier plan aux scientifiques, mais aussi à de nombreux prestataires de service dans plusieurs domaines de la recherche climatique et environnementale. Seul regret : Envisat n’a pas réussi à passer le relais aux satellites Sentinel qui lui succéderont à partir de 2014.


Bien que l’on ait vu qu’il suffisait d’enlever de cinq à dix gros débris par an pour stabiliser la population des débris spatiaux, encore faut-il savoir lesquels sont les plus menaçants. Et tous les regards se tournent vers l’Agence spatiale européenne et son satellite d'observation de la Terre "Envisat", qui fait figure d’épouvantail. Depuis que l’Esa en a perdu le contrôle en avril 2012 pour une raison qui n’a pas encore été déterminée, il est devenu le plus gros débris recensé. Avec son panneau solaire et son antenne SAR, Envisat affiche quelque 25 mètres de longueur pour de sept à dix mètres de largeur.

L’Agence spatiale européenne a conscience qu’Envisat est l’un des plus grands débris à enlever. L’urgence n’est pas immédiate, mais il faut savoir qu’en 2011, alors qu’il était sous contrôle, il y a eu 60 alertes de collision le concernant et trois manœuvres d’évitement.
Comme nous l’explique Luisa Innocenti, responsable du programme Clean Space à l’Agence spatiale européenne, bien que l’Esa « étudie la faisabilité d’une mission de désorbitation », il n’est pas certain que la première cible soit Envisat. « Il existe peut-être d’autres débris plus menaçants que ce satellite, aussi grand soit-il. »

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Envisat photographié à la volée par le satellite Pléiades du Cnes, alors qu’il passait à une distance de 100 km en avril 2012, quelques jours après que le satellite a subitement cessé d’envoyer des données. Ces images n'ont pas permis de déterminer la cause de la panne subite d'Envisat. Si rien n'est fait pour le désorbiter, il va tourner autour de la Terre pendant au moins 200 ans avant de retomber naturellement dans l'atmosphère terrestre.

Risque de collision d’Envisat de 7 % sur deux siècles

Luisa Innocenti a raison lorsqu’elle dit qu’il n’est « pas possible de savoir s’il présente un danger plus important par rapport à d’autres débris ». Des gros, il en existe beaucoup, notamment des étages de lanceur, qui sont les plus représentatifs. À titre d’exemple, on compte une cinquantaine d’étages supérieurs de Zenit et plusieurs étages d’Ariane.

Le satellite Envisat présente un risque de collision statistique de « 7 % dans les prochaines 200 années ». Cela dit, si l’on prend le problème dans un autre sens, on peut également dire qu’« à ce jour, l’Esa est propriétaire de seulement 64 débris, dont Envisat ». La probabilité que d’autres débris entrent en collision est bien plus grande. Sans surprise, sur les 15.000 gros débris catalogués, les plus grands propriétaires sont la Russie, les États-Unis, la Russie, la Chine, la France (avec près de 600 gros débris) et le Japon. Certes, cela n’enlève pas le problème des autres débris, mais « dans l’espace, ce ne sont pas les débris de l’Esa qui présentent le plus grand risque ».

Grand coup de balai des débris spatiaux en perspective

À cela s’ajoute le fait qu’il n’y ait ni loi ni traité international contraignant qui que ce soit d’enlever quoi ce soit. Lucide, Luisa Innocenti nous explique que la question n’est pas là. Le problème est de savoir « quand il faudra commencer le nettoyage de l’espace », car, c’est certain, le ménage devra être fait. Les simulations de l’Agence spatiale européenne, qui rejoignent celles du Cnes, montrent que pour stabiliser la population des débris spatiaux, « il faudrait enlever de cinq à dix débris par an ». Et dans ce domaine, la politique de l’Esa est claire. « On souhaite avoir une attitude active et constructive. »

« Nous n’en sommes pas encore à l’étape de demander de l’argent pour financer ce type de mission », ajoute Luisa Innocenti. De toute façon, il est trop tôt pour connaître le coût d’une telle mission, bien que le chiffre de 300 millions d’euros soit couramment évoqué. Cela dépendra du lanceur utilisé, de la masse à désorbiter et s’il s’agit d’une mission multidébris. « À ce jour, nous n’avons planifié aucune mission de désorbitation. Nous commençons seulement les études de faisabilité (phase A) et de conception (phase B) des systèmes d'une mission de ce type. »


Cependant, l’agence ne reste pas les bras croisés. « Nous développons néanmoins les technologies nécessaires aux phases d’approche, de capture et de retrait. » Si l’Esa a décidé de s’engager dans cette voie, c’est parce que l’Europe ne part pas de zéro. Avec son véhicule de transfert automatique (ATV), elle « dispose d’un héritage et d’une bonne base technologique pour le faire ». L’idée est de faire évoluer les technologies du rendez-vous, de l’amarrage et du docking propres à l’ATV vers une mission de désorbitation. « Ce n’est évidemment pas simple, mais c’est tout à fait réalisable. »

Débris spatiaux harponnés ou pris au filet

D’abord, « cela ne coûte pas si cher ». C’est un investissement mineur qui « occupe nos centres de recherche et quelques industriels », et qui présente le grand intérêt d’élargir le champ des applications à d’autres domaines. Un certain nombre de technologies nécessaires pour récupérer un objet non coopératif (comprendre que l’on ne peut pas contrôler) peuvent être utilisées à d’autres fins que la désorbitation de débris.

On citera en exemple les missions de service vers des satellites, « un domaine d’activité émergeant » qui consiste à augmenter la durée de vie d’un satellite en le ravitaillant ou en remplaçant des composants. Elles peuvent également être utilisées pour « capturer des astéroïdes ». L’idée est de les développer, puis de voir quelle utilisation en sera faite.

Pour Envisat, « plusieurs solutions sont envisagées ». Il y a celle du harponnage ou celle du filet, la seconde étant la plus simple mais aussi la plus compliquée à mettre en œuvre en raison de l’absence de gravité pour déployer le filet (des petits moteurs sont nécessaires pour le refermer sur le satellite).

Problème global

La technologie n’est pas le seul paramètre. En effet, Envisat n’est peut-être pas « statistiquement le débris spatial le plus menaçant ». D’autres débris qui n’appartiennent pas à l’Esa le sont peut-être. Cela pose une question toute simple mais très intéressante. Si l’Esa décide d’une mission de désorbitation, devra-t-elle prendre comme cible Envisat, ou bien désorbiter l’objet le plus menaçant statistiquement ? La réponse à cette question est « évidemment politique », nous fait comprendre Luisa Innocenti.

Pour mieux comprendre la raison de cette question, il faut savoir qu’un débris spatial n’est pas une gêne pour son seul propriétaire. Il est également un sujet de préoccupation pour les autres agences spatiales utilisatrices de l’espace. C’est donc un problème global. Évidemment, le plus simple est d’enlever « un débris qui nous appartient ». Cela évite de demander la permission au propriétaire et de définir un cadre juridique. En le désorbitant, si le débris provoque des dommages, l’État ou l’organisme propriétaire en est juridiquement responsable, même s’il n’est pas à l’origine de la désorbitation. Comme le rappelle Luisa Innocenti, « l’espace n’est pas une région de non-droit ».

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