Athena n°345 jan/fév 2020
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THÉO PIRARD ESPACE Pollution spatiale  : menace grandissante à hauts risques Au 1er janvier de cette année, le service Celestrak du Département américain de la Défense dénombrait 5 390 satellites en orbite. Dont 2 567 seulement étaient opérationnels. Quand on comptabilise les épaves de 10 cm au moins, on arrive au chiffre de 14 678. En tout, ce sont 20 068 objets qui se trouvent répertoriés autour de nos têtes TEXTE : THÉO PIRARD THEOPIRARD@YAHOO.FR Athena Mag 345 48 Mais si on ajoute les débris plus petits, près d’un demi million évoluent dans l’espace, avec des risques de rencontres qui vont engendrer d’inquiétants amas de détritus au-dessus de nos têtes. Une situation qui prend une tournure dramatique avec le nombre, à la hausse, de lancements de satellites pour constituer des constellations sur orbite à des fins commerciales. Le syndrome de Kessler - la réaction en chaîne de collisions entre déchets spatiaux - fait craindre le pire pour le futur de nos activités autour de la Terre. « Imaginez à quel point la navigation en haute mer serait dangereuse si tous les navires perdus dans l’histoire dérivaient encore à la surface de l’eau. Telle est la situation actuelle en orbite et cela doit cesser ». C’est le cri d’alarme que lance Jan Woerner, le directeur général de l’ESA (European Space Agency). Sera-t-il entendu ? La réponse des pouvoirs publics est de mettre en œuvre des outils efficaces de nettoyage de l’environnement spatial. Mais les efforts restent au stade des études technologiques. Quelle autorité mondiale va se charger du financement d’une armada de « dépollueurs » de la ressource universelle de l’espace ? Ne serait-il pas opportun de lever une taxe internationale sur les revenus des exploitants privés de satellites commerciaux, de plus en plus nombreux ? Le lamentable exemple du non-respect des mers et océans, dont la propreté ne cesse de se détériorer, n’incite guère à l’optimisme pour la prise de mesures contraignantes à l’échelle terrestre. Janvier-Février 2020
Constellations : en veux-tu en voilà Certes, il existe des organismes de régulation pour le déploiement de systèmes dans l’espace. La Fcc (Federal Communications Commission) des États-Unis est sans doute le plus influent dans le monde pour l’approbation des systèmes spatiaux - même ceux qui ont une portée globale - mais sa ligne de conduite est dictée par les impératifs du business des télécommunications. Il y a bien le bureau Registration Board de l’Itu (International Telecommunication Union) à Genève, qui dépend de l’ONU. Mais, à ce jour, aucune organisation de grande envergure n’est chargée de résoudre les problèmes de pollution spatiale. Sans doute faut-il attendre qu’une collision accidentelle provoquant un essaim incontrôlé de débris fasse prendre conscience de leur gravité. La question de la responsabilité pour l’accident orbital sera posée sur le plan international. Le chiffre des satellites en activité - ils deviendront par la suite des épaves sur orbite - va croître rapidement sous l’impulsion des activités privées du New Space. Euroconsult estime que quelque 6 200 petits satellites vont être lancés au cours de la décennie à venir. D’ores et déjà, 2020 va être marquée par une importante augmentation des satellites actifs avec la mise en place de constellations. Le premier lancement de l’année fut effectué le 7 janvier par un Falcon 9 de SpaceX pour son système Starlink de connexions Internet à haut débit dans le monde : 60 minisats de 260 kg - produits en grande série par SpaceX - ont été déployés d’un seul coup au-dessus de nos têtes. Et ce n’est qu’un début puisque l’entreprise d’Elon Musk prévoit une vingtaine de lancements Falcon 9 cette année, avec 60 satellites chacun ! Ce sera l’opérateur le plus important avec une constellation de 1 260 relais en orbite. Il annonce sur son site que chaque satellite est doté d’un dispositif autonome d’empêchement de collision et qu’il est conçu pour garder l’espace propre… Jusqu’à 12 000 relais dans le cadre de Starlink pourraient être déployés dans les 5 prochaines années ! OneWeb, initiative du Britannique Greg Wyler, entre aussi dans sa phase de déploiement d’un premier lot de 600 satellites de 150 kg, fabriqués en série par Airbus Space Systems au Cape Canaveral. Leur mise sur orbite en 2020-2021 sera effectuée par Arianespace au moyen de lanceurs Soyouz depuis les cosmodromes de Baïkonour et Vostochny. Et la mode des constellations de proliférer de plus belle. La Chine veut sa part dans l’Internet global. Avec son système Hongyun, qui utilisera 320 satellites dès 2025, il s’agit de commercialiser des services 5G dans le monde. GalaxySpace envisage sa constellation Xingyun de 80 relais pour des communications avec les mobiles. En Europe, on s’intéresse beaucoup à l’Internet des objets, alias IoT (Internet of Things). Ainsi, en 2022, la société française Kinéis projette le déploiement de 25 nano-satellites pour des services IoT concernant la mobilité sur Terre. L’engouement pour les constellations ne s’arrête pas au seul marché en plein essor des communications à l’échelle globale. Afin de collecter des informations précises, quasi en direct, sur l’environnement terrestre (ressources végétales, réserves en eau, pollutions marines, qualité de l’air…), la synchronisation sur orbite d’observatoires sur orbite passe par la mise en œuvre de plusieurs dizaines de satellites sous la forme de constellations. Avec de telles armadas, plus rien n’échappe à des caméras et/ou radars dans l’espace. Ainsi, grâce aux satellites Sentinel du système Copernicus, l’Union Européenne peut disposer de données partout sur notre planète et les mettre à disposition d’utilisateurs spécifiques. Modestes projets de nettoyage orbital La mise en œuvre de satellites dans le cadre de petites ou grandes constel lations passe par des systèmes de lancements à la fois économiques et flexibles. À côté de lanceurs lourds, comme Falcon 9 (SpaceX), Ariane 6 (Arianespace) ou New Glenn(Blue Origin), il y a place pour des micro- lanceurs plus aisément disponibles. Devant la recrudescence du trafic sur orbite, on constate le laisser-faire des États responsables en matière de mise en orbite, puisqu’ils immatriculent les satellites… Or, à chaque satellisation, on pollue l’espace avec des débris gênants, à savoir le dernier étage du lanceur ou une structure de déploiement. Il s’agit de suivre en permanence le comportement de ces épaves… Des projets prennent forme pour le nettoyage de l’espace circumterrestre. Ils sont présentés lors de conférences sur la technologie spatiale : d’envergure modeste, ils sont lents à donner lieu à des expérimentations in situ. Aucun organisme ne veut vraiment aller de l’avant vu le manque de financement public et en l’absence de support juridique. À notre connaissance, 2 tentatives sérieuses d’enlèvement de débris sont en préparation: La compagnie japonaise Astroscale va tester cette année Elsa-d (End of Life Services by Astroscale-demonstrator) grâce à un lancement Soyouz-Fregat. Un satellite, une fois sur orbite à quelque 550 km, va se séparer en Servicer (184 kg) et en Client (20 kg), qui vont procéder aux opérations conduisant à une interception. La start-up suisse ClearSpace, mise sur pied par l’EPFL (École polytechnique Fédérale de Lausanne), a obtenu le financement de l’ESA pour la mission ClearSpace-1 prévue en 2025 dans le cadre du programme Adrios (Active Debris Removal/in Orbit Servicing). Un satellite sera dirigé vers Vespa (Vega Secondary Payload Adapter), un élément abandonné de la première fusée Vega qui avait volé en février 2012. Après l’avoir accroché au moyen de 4 bras robotiques, il amorcera une descente contrôlée dans l’atmosphère pour sa destruction. Athena Mag 345 49 Janvier-Février 2020 THÉO PIRARD ESPACE a



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