UN DEMI SIECLE DE DEBRITS DANS LE CIEL

[jimmyolsen]

Un demi-siècle de débris spatiaux

Au cours des cinquante ans de l'ère spatiale, une grande quantité de débris spatiaux, à savoir quelques milliers de tonnes, s'est accumulée sur les orbites circumterrestres. Il s'agit de déchets provenant de la totalité des activités engagées par l'homme dans l'espace. Mais il faut y ajouter quelques centaines de millions (voire un milliard) de tonnes de matière météoritique. Il s'agit de "déchets" produits par la nature elle-même, de débris de planètes désintégrées et d'autres corps spatiaux. Les fragments de grande dimension (plus d'un mètre) sont surveillés par un système de contrôle de l'espace. Comme il est impossible d'influer sur leur mouvement, il ne reste qu'à observer ce qui se passe.
N'importe quelle fusée qui part de la Terre traverse un dangereux "nuage de débris", il n'y a tout simplement pas d'autre voie. Tout fragment appartenant à ce nuage présente un danger pour le fonctionnement des appareils spatiaux. Plusieurs satellites ont été endommagés à la suite de collisions avec des micrométéorites. La situation est la même dans l'espace interplanétaire. La moitié des sondes lancées vers Mars ont été, très probablement, détruites par des météorites.
Plus l'orbite est élevée, moins l'atmosphère exerce son influence sur les objets qui la traversent, par conséquent, les débris spatiaux peuvent y "survivre" plus longtemps. Par exemple, les débris spatiaux sont éternels en orbite géostationnaire, éloignée de près de 36.000 kilomètres de la surface terrestre. L'humanité s'est rendu compte qu'il était temps de diminuer, par quelque procédé que ce soit, la quantité de déchets dans l'espace, et du moins de ne pas l'accroître. Des mesures sont actuellement prises en vue de s'atteler à cette tâche. L'ONU organise annuellement des discussions portant sur la stratégie d'exploration de l'espace, et lors de chacune d'entre elles est soulevée la question des débris spatiaux. En 2007, quatre jours sur les deux semaines de session ont été consacrés à ce problème.
Il est impossible de faire quoi que ce soit sans créer de déchets. Qu'on construise une maison ou qu'on prépare à manger, on en produit toujours. Les activités spatiales, elles aussi, sont inévitablement accompagnées de l'apparition de déchets. Une fusée qui a placé un satellite en orbite, par exemple, ne retombe pas sur Terre mais reste à se "balader" dans l'espace. Pour en détacher le satellite, il faut desserrer les boulons, ouvrir la trappe, et tous ces éléments s'éparpillent dans l'espace. Au bout de sept ou huit ans, le satellite cesse de fonctionner, son appareillage électronique tombe en panne, et les batteries se déchargent. Un satellite ayant cessé de fonctionner est également à classer parmi les débris.
La vitesse moyenne des rapprochements mutuels sur les orbites basses de la Terre est d'environ 10 km/s (pour comparaison: la vitesse d'un obus d'artillerie est de 1 km/s). Par conséquent, un tout petit morceau de déchet frappe les objets qu'il rencontre avec autant d'énergie qu'une grenade. Les échecs de lancements de satellites sont sans doute liés notamment au problème des débris spatiaux. Un satellite français est entré une fois en collision avec une fusée française. La France n'avait donc personne contre qui porter plainte, mais elle a donné à penser aux autres.
L'un des problèmes actuellement examiné par les juristes est lié à l'indemnisation des dommages causés. Prenons un exemple. Des sommes colossales, disons, 100 millions de dollars, ont été dépensées pour construire un satellite, et voilà qu'il est détruit. Que faire? A qui la faute? Il existe un comité spécial au sein de l'ONU dont l'objectif consiste à former les bases juridiques des activités spatiales et à minimiser le risque d'échec des vols.
La législation internationale en vigueur limite la quantité de déchets produits au cours d'un lancement. Auparavant, pour enlever la trappe d'un satellite lancé, on faisait exploser les boulons à l'aide d'une charge spéciale, ce qui engendrait un tas de menus débris. A présent, il n'y a plus de boulons, il n'y a que des ressorts et des dispositifs de verrouillage. La trappe se détache tout simplement de l'engin et s'envole dans l'espace. Le nombre de parties volantes doit être réduit au maximum: mieux vaut une grande pièce qui traîne que tout un nuage de débris.
L'orbite géostationnaire est l'une des orbites les plus encombrées. Elle permet à un satellite de rester "suspendu" au-dessus d'une zone précise de l'équateur. La plupart des chaînes de télévision utilisent pour leur diffusion des satellites de ce type. L'orbite géostationnaire, extrêmement "peuplée", est partagée entre différents pays. Ainsi, seul un satellite russe a le droit de se placer entre le 80e et le 81e degré, l'Agence spatiale européenne s'est réservé la zone du 82e au 83e degrés, et ainsi de suite. Mais un nombre assez important de satellites sont régulièrement mis en orbite alors qu'il n'existe que 360 degrés, par conséquent, des groupements d'orbiteurs se sont formés. Là où un seul satellite fonctionnait auparavant, il y en a huit à présent. Ils volent tout près l'un de l'autre sans cependant entrer en collision. Quand l'un d'entre eux tombe en panne, un autre engin vient le remplacer.
La législation internationale exige catégoriquement que les satellites hors service soient retirés de l'orbite. Un mécanisme spécial est alors mis en marche pour détourner de sa trajectoire l'appareil, qui devient à son tour un débris spatial.
Personne n'a encore inventé de procédé permettant d'éliminer les débris spatiaux. Toutefois, ce problème s'avère plus ou moins soluble sur les orbites les plus basses de la Terre (entre 180 et 250 kilomètres), possédant des traces d'atmosphère à peine perceptibles mais tout de même capables de freiner les particules volant à une vitesse cosmique. Le premier satellite, mis en orbite en 1957 par l'URSS, n'a existé que quatre mois, avant d'entrer dans les couches denses de l'atmosphère où il a totalement brûlé, sans laisser de traces. A l'heure actuelle, de nombreux satellites fonctionnent sur les orbites basses, et ils finissent tous par brûler dans l'atmosphère.
Beaucoup veulent savoir ce que l'on fait des déchets humains dans les stations spatiales habitées comme par exemple l'ISS (Station spatiale internationale). Or, ceci est un problème accessoire. Un sac en plastique rempli de déchets est quotidiennement "tiré" depuis la station à l'aide d'un dispositif spécial et entre ensuite dans la catégorie des débris spatiaux. Une fois dans l'atmosphère terrestre, il se consume entièrement.
A propos, l'orbite de l'ISS a constamment besoin d'être corrigée, relevée, afin de compenser la perte de vitesse de la station causée par le frottement dans les hautes couches de l'atmosphère. Parfois le soleil, intensifiant son activité, réchauffe et "gonfle" l'atmosphère, ce qui fait freiner les satellites même dans les couches éloignées de la surface terrestre.
A quel point les débris spatiaux sont-ils dangereux pour la population de la Terre? Les déchets qui traînent dans l'espace peuvent être divisés en deux catégories: ceux qui ne sont susceptibles que de compliquer les activités dans l'espace et ceux qui risquent de nous tomber sur la tête. La législation internationale précise que dans le cas où des fragments d'un vaisseau spatial tombent sur le territoire d'un pays, l'Etat propriétaire de l'engin est tenu de rembourser les dégâts. Par exemple, un satellite russe s'est un jour écrasé au Canada, et il a fallu payer une sérieuse amende. D'ailleurs, il s'est avéré par la suite que les assertions canadiennes étaient fausses; mais comme l'Agence spatiale n'avait pas encore déployé à l'époque son système de surveillance de l'espace circumterrestre, la Russie n'a pas réussi à prouver que son satellite était tombé dans l'océan Pacifique. A l'heure actuelle, un système de stations observe tout ce qui vole sur les orbites circumterrestres, y compris les débris spatiaux.
Les Chinois ont récemment accusé la Russie d'être le pays qui a éparpillé le plus de déchets en orbite. D'habitude, après le lancement d'un vaisseau, le carburant non utilisé est rejeté dans l'espace où il finit par s'évaporer. Mais une partie du combustible reste tout de même à l'intérieur de la fusée, ce qui provoque parfois une explosion spontanée, laissant une multitude de débris.
On a parfois même organisé intentionnellement des explosions afin de tester des armes balistiques. Les Américains ont notamment détruit l'un de leurs vieux satellites, les Russes ont également procédé à de semblables essais. Aujourd'hui, évidemment, tout cela appartient au passé. Mais en janvier dernier, les Chinois ont tiré un missile sur un de leurs appareils météorologiques qui évoluait à 900 kilomètres de la surface de la Terre. Le nombre de fragments de débris spatiaux a immédiatement augmenté d'environ 30% (ils ont visé juste), et l'opinion publique mondiale s'est déclarée profondément préoccupée par les actions de la Chine. C'est à ce moment que Pékin a déclaré que la plus grande part des débris dans l'espace était "d'origine russe".
Il ne fait aucun doute que le contrôle de l'espace atteindra avec le temps le même niveau que le contrôle de l'espace aérien, grâce auquel chaque aéronef est aujourd'hui surveillé, chaque avion suit son propre couloir et les vols s'effectuent dans un régime sécurisé.
Alexandre Bagrov est chercheur à l'Institut d'astronomie de l'Académie russe des sciences.