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Camelote spatiale: les astronomes s'inquiètent alors que les entreprises privées poursuivent le lancement des satellites

Cet article a été initialement publié sur La conversation. La publication a contribué l'article à Space.com Voix d'experts: Op-Ed & Insights. Lis le article original.

Martin McCoustra, Chaire ScotCHEM en physique chimique, Université Heriot-Watt

Depuis le lancement de Spoutnik 1 en 1957, l'orbite inférieure autour de la Terre est devenue un environnement de plus en plus encombré avec plus de 2 200 lancements de satellites à ce jour. Ces satellites – ainsi que les composants des lanceurs et les débris provenant de la désintégration mécanique, des collisions et des explosions – remplissent désormais cette région d'un "brouillard" de débris spatiaux.

Et ça devient plus occupé. Au cours des dernières semaines, SpaceX a lancé 60 nouveaux satellites dans le cadre de son programme Starlink. Cela porte le total à plus de 500 satellites Starlink en orbite terrestre basse dans le cadre d'un programme qui vise à offrir à tous un accès Internet par satellite bon marché. À terme, ce programme pourrait placer près de 12 000 satellites en orbite autour de la Terre.

Avec Amazon, Télésat du Canada et d'autres planifiant des constellations de satellites d'une échelle similaire, l'orbite terrestre basse est de plus en plus encombrée.

La taille des débris varie de quelques microns à plusieurs mètres. Stuart Gray, ingénieur en aérospatiale à l'Université de Strathclyde, a produit une visualisation époustouflante qui met en évidence plus de 20000 objets de plus de 4 pouces (10 centimètres) en orbite autour de la Terre (voir la vidéo ci-dessus). Mais il y a plusieurs millions de particules de 0,04 pouce (1 millimètre) et plus petites.

Fermer notre fenêtre sur l'univers?

Les astronomes amateurs expriment déjà leur inquiétude face au nombre croissant d'objets brillants et en mouvement dans le ciel nocturne. Mais l'inquiétude est peut-être beaucoup plus grande pour les professionnels.

Le surpeuplement en orbite terrestre basse a des conséquences inévitables pour les astronomes basés au sol. Les surfaces lumineuses des satellites peuvent refléter les rayons du soleil – provoquant un éclat de lumière solaire dirigé vers la surface de la Terre. Ces éclats de lumière intenses sont beaucoup plus forts que les sources de lumière faibles généralement observées par les astronomes et entraveront les observations d'objets distants dans l'espace.

Des milliards ont déjà été dépensés pour des télescopes optiques existants et de nombreux autres milliards seront investis dans de nouvelles plates-formes au cours de la prochaine décennie, comme le télescope européen extrêmement grand construit sur le plateau d'Atacama au Chili. Il y a une concurrence intense pour observer le temps sur de telles ressources, donc toute menace potentielle des réflexions satellites doit être prise au sérieux car elles peuvent rendre certaines des observations conduisant à notre compréhension de l'évolution de l'univers impossible.

SpaceX a assuré au public que Starlink ne contribuerait pas à ce problème et a déclaré qu'il avait pris des mesures pour atténuer les impacts de ses satellites sur l'astronomie d'observation – même dans la mesure de tester si un revêtement noir sur ses satellites peut réduire la visibilité et ajuster certaines orbites des satellites si nécessaire.

Avec environ 3% de sa constellation planifiée lancée, SpaceX répond au moins aux préoccupations soulevées par les astronomes. Espérons que d'autres agences qui prévoient des lancements de constellations de satellites seront également en avance avec leurs plans pour réduire ce grave problème à l'observation astronomique.

Mais l'encombrement en orbite terrestre basse a également des conséquences pour les satellites et autres véhicules spatiaux, y compris ceux conçus pour transporter des humains. Pour atteindre l'orbite, les satellites recherchent un équilibre entre leur vitesse et l'effet de la gravité terrestre sur eux. La vitesse à laquelle un satellite doit se déplacer pour atteindre cet équilibre dépend de son altitude au-dessus de la Terre. Plus la Terre est proche, plus la vitesse orbitale requise est rapide.

À une altitude de 124 miles (200 kilomètres), la vitesse orbitale requise est un peu plus de 17 000 miles par heure (environ 7,4 km / s). Tout objet déversé par un satellite ou un autre véhicule en orbite conservera la même vitesse orbitale. Des collisions entre de tels objets peuvent donc se produire à des vitesses combinées pouvant aller jusqu'à 34 000 mph à 124 miles (s'il est frontal). Les effets de tels impacts peuvent être graves pour les astronautes et les stations spatiales – comme le montrent les scènes d'ouverture dramatiques du film "Gravity" de 2013.

Les satellites et les véhicules spatiaux sont protégés contre les chocs et sont conçus pour empêcher des objets de moins de 0,4 pouces (1 cm) de s'y écraser. Au mieux, le blindage le fera – bien que l'impulsion électromagnétique créée puisse interférer avec les systèmes électroniques. Au pire, de plus gros débris spatiaux pourraient pénétrer dans les véhicules. Cela pourrait entraîner des dommages internes et une désintégration qui menacent la sécurité de la mission.

Des agences spatiales telles que la NASA et l'ESA ont donc établi des programmes de recherche sur les débris orbitaux pour observer ces débris et développer des stratégies pour contrôler leurs effets.

Il ne fait aucun doute qu'avec l'augmentation de l'utilisation et de la commercialisation de l'espace, nous augmentons le risque d'événements catastrophiques associés aux débris orbitaux. Les organismes, tant étatiques que commerciaux, doivent le reconnaître et soutenir les efforts visant à réduire la probabilité de tels événements en prenant des mesures pour éliminer les débris existants et réduire le potentiel de nouveaux débris en supprimant les satellites et autres véhicules spatiaux redondants. Par exemple, le satellite RemoveDEBRIS utilise un harpon embarqué pour capturer les déchets.

Ce n'est que lorsque nous résoudrons le problème des déchets spatiaux que notre fenêtre et notre chemin vers l'espace seront véritablement entièrement ouverts.

Les opinions exprimées sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement les vues de l'éditeur.

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