Comment jeter un filet plus large pour suivre les déchets spatiaux

Mme Tech | Débris : Getty ; Terre : NASA

Les débris spatiaux ne vont pas disparaître de sitôt, et les problèmes qu'ils causent non plus. Nous sommes sur le point de voir plus de lancements de satellites chaque année, ce qui signifie que plus de fusées et de vaisseaux spatiaux se détachent et filer à plus de 22 000 mph . À ces vitesses, même un objet de quelques centimètres de long pourrait détruire instantanément un satellite et envoyer encore plus de débris dans l'espace.

Comment gérez-vous cela? Vous pouvez utiliser des lasers puissants pour mesurer la distance de ces objets, comme un radar ou un sonar. Un faisceau laser frappe les débris en orbite et rebondit sur Terre, et les équipes au sol peuvent mesurer le temps qu'il faut pour déterminer où ils se trouvent et où ils vont, vous alertant d'éventuelles collisions avec d'autres objets. Cette technique de télémétrie laser est loin d'être une nouvelle pratique pour le suivi des satellites, mais avec le suivi des débris spatiaux, la situation est différente, explique Carolin Frueh, experte en astrodynamique à l'Université Purdue. Les débris spatiaux ne restent pas sur une orbite stable. Il commencera à culbuter et à prendre un mouvement d'attitude potentiellement rapide, il n'est donc pas bien orienté, dit-elle. Les détections laser apparaîtront de manière plus aléatoire qu'elles ne le feraient pour les satellites, donc des observations plus continues sont nécessaires pour vraiment prédire où les débris se dirigent.

La télémétrie laser ne vous donne qu'une fenêtre de localisation pouvant atteindre plusieurs milliers de kilomètres de distance. Pour de meilleures prédictions, les traqueurs de débris peuvent également mesurer la réflexion de la lumière du soleil sur ces objets, ce qui peut être utilisé pour réduire ces fenêtres à quelques mètres seulement. Mais ces réflexions de la lumière solaire ne peuvent être observées qu'à l'aube ou au crépuscule, lorsque les stations au sol sont encore sombres mais que les satellites eux-mêmes sont éclairés.

Une équipe de chercheurs européens pense avoir enfin contourné ce problème, selon un nouvel article publié dans Nature Communications . Une équipe dirigée par Michael Steindorfer, chercheur sur les débris spatiaux de l'Académie autrichienne des sciences, a trouvé un moyen de visualiser les débris spatiaux en plein jour sur fond de ciel bleu. Au lieu de mesurer les réflexions de la lumière du soleil à l'ancienne, la nouvelle technique de la lumière du jour utilise un filtre, un télescope et un système de caméra spécialisés pour observer les étoiles dans le ciel pendant la journée (quand elles sont 10 fois plus difficiles à repérer). Cela vous donne un arrière-plan qui contraste avec les débris spatiaux, qui reflètent la lumière plus intensément puisqu'ils sont plus proches de la Terre, vous n'avez donc plus besoin d'attendre le crépuscule ou l'aube pour obtenir des mesures de réflexion de la lumière du soleil. De plus, l'équipe a conçu un nouveau logiciel qui corrige automatiquement les prédictions de localisation des objets en temps réel avec plus de précision que les systèmes précédents.

L'équipe a testé ce nouveau système de lumière du jour pendant la journée sur quatre corps de fusée différents se déplaçant en orbite à un peu moins de 1 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, localisant leurs emplacements jusqu'à une distance d'environ un mètre environ. Ils ont ensuite validé le système grâce aux observations de 40 autres objets. Au total, les chercheurs pensent que le nouveau système de lumière du jour peut rendre un système de télémétrie laser plus précis entre 6 et 22 heures par jour, selon la saison. Il devrait être tout à fait possible pour une station de suivi de mettre en place un tel système.

Travail en cours

Certaines estimations suggèrent qu'il y a 130 millions de débris spatiaux en orbite autour de la Terre.

NASA ODPO

Mener des observations à la lumière du jour a cependant ses inconvénients, et Steindorfer admet que les réflexions d'autres objets pourraient facilement interférer avec le suivi des débris. Le matériel et les logiciels doivent être améliorés au fil du temps pour réduire les prédictions inexactes, et Steindorfer soutient que l'ensemble du système doit être considéré comme un travail continu en cours. Frueh, qui n'a pas travaillé sur la nouvelle étude, ajoute également que le suivi de la lumière du jour est déjà possible avec le radar, et que les observations optiques de la lumière du jour ont également été utilisées pour détecter le mouvement de débris particulièrement brillants.

Mais la combinaison de ces observations au télescope avec des mesures de télémétrie laser améliore considérablement la précision actuelle des objets catalogués, en particulier sur les orbites à haute altitude, qui ne sont pas suivies par radar, explique Frueh. Elle prévient qu'il ne peut pas servir de solution ultime pour scanner les débris de toutes tailles et altitudes, mais devrait constituer un autre outil utile dans la ceinture à outils de suivi des débris.

Steindorfer est naturellement plus optimiste quant à l'impact du nouveau système de lumière du jour. Il pense que cela pourrait aider à favoriser un réseau plus organisé de stations de suivi des débris dans le monde entier, travaillant ensemble de manière à améliorer considérablement les prédictions orbitales et à fournir de meilleurs avertissements de collisions possibles, ou même à informer les futures missions d'élimination des débris spatiaux. Compte tenu de l'ampleur du problème des débris spatiaux, toute nouvelle solution est plus que bienvenue à ce stade.

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