Expert CBK PAN : malgré la foule en orbite, il reste encore beaucoup d'espace

Au cours des six derniers mois, les satellites Starlink ont effectué environ 150 000 manœuvres pour éviter les collisions. Des dizaines de milliers d'autres satellites seront bientôt lancés en orbite basse. La surpopulation est peut-être préoccupante, mais il reste encore beaucoup d'espace, estime le Dr Tomasz Barciński du Centre de recherche spatiale de l'Académie polonaise des sciences.

L'orbite terrestre basse (LEO) est la région située entre 200 et 2 000 km au-dessus de la Terre. C'est là que se déroulent la plupart des vols spatiaux habités. La Station spatiale internationale (ISS), entre autres, orbite en LEO. Les objets en orbite terrestre basse ont une vitesse d'environ 27 400 km/h (8 km/s) et effectuent un tour autour de la Terre toutes les 90 minutes.

En raison du nombre croissant de satellites en LEO, la question se pose, entre autres, de savoir quelle est la limite du remplissage orbital et si nous nous en approchons.

« C'est une bonne question, mais il est difficile d'y répondre clairement. Si l'on considère le cas extrême où l'on éviterait toute collision sans avoir à manœuvrer les satellites, on dépasse déjà cette limite. Des collisions se produisent. Cependant, si l'on admet un faible risque de collision et la possibilité de manœuvrer les satellites, la situation change radicalement », a déclaré à PAP le Dr Barciński, spécialiste du Centre de recherche spatiale de l'Académie polonaise des sciences.

Comme il le décrit, c'est comme comparer une ville où les conducteurs ne regardent pas où ils conduisent et où nous voulons éviter les accidents, avec une ville où chaque conducteur est bien formé et où nous acceptons que des accidents se produisent parfois.

« Il est difficile d'affirmer avec certitude si nous disposons encore de beaucoup d'espace en orbite. Il n'existe pas d'avis d'experts clairs sur la question. Cependant, en prenant quelques risques et en utilisant diverses technologies, il semble que nous disposions encore d'un vaste océan orbital à exploiter », explique le Dr Barciński.

Il prévient que, pour l'instant, nous ne courons pas le risque de subir la dangereuse réaction en chaîne connue sous le nom d'effet Kessler. Ce phénomène se produit lorsque des débris spatiaux entrent en collision et se brisent, créant des fragments toujours nouveaux et de plus en plus petits.

« Il s'agit d'une possibilité théorique : des collisions ou des explosions en orbite créent des débris qui fracassent d'autres satellites et d'autres objets, créant ainsi davantage de débris. Cela crée un effet d'avalanche qui finit par remplir toute l'orbite de fragments de satellites et d'autres objets brisés. Nous n'observons pas encore ce processus, mais il est possible que nous en soyons simplement à un stade très précoce. Ensuite, plus rien ne sera visible pendant longtemps, puis une réaction en chaîne irréversible commencera », décrit l'expert.

- Pour continuer à opérer en orbite, il faudrait développer des technologies complètement inconnues ou produire des satellites et des stations blindés - ajoute-t-il.

L’orbite basse deviendrait alors inutilisable pour l’humanité pendant longtemps.

« L'orbite se purifiera d'elle-même. En orbite basse, l'atmosphère contient encore des molécules d'air qui ralentissent tous les objets et les font rentrer dans l'atmosphère. Cependant, cela prend du temps. Un tel nettoyage de l'orbite prendrait probablement des décennies. Or, notre civilisation est déjà fortement dépendante des satellites », souligne l'expert.

Pour éviter les problèmes et assurer le bon fonctionnement de la flotte croissante d’objets orbitaux, des technologies appropriées seront cruciales.

« La plupart des manœuvres d'évitement des satellites n'affectent pas le fonctionnement de ces appareils. De tels événements sont, pourrait-on dire, transparents pour nous », explique le Dr Barciński.

En orbite, nous rencontrons également ce que l'on appelle des débris spatiaux, qui sont principalement créés par la désintégration de satellites ou de pièces de fusée, techniquement appelée fragmentation.

« Nous parlons de collisions, mais aussi d'explosions. Une partie de la fusée, contenant encore du carburant, peut exploser. Même la batterie d'un satellite peut exploser. De telles situations sont bien plus fréquentes que les collisions. Les collisions comme les explosions créent un nuage de fragments de l'objet, ressemblant un peu aux anneaux de Saturne. Une grande partie des débris est surveillée depuis la Terre, mais ce n'est pas possible pour tous, car certains sont trop petits. De plus, certains satellites peuvent observer l'espace environnant de manière autonome et, si nécessaire, effectuer les manœuvres appropriées », a-t-il expliqué.

L’un des éléments clés du maintien de l’orbite dans un état utilisable sera la désorbitation des satellites usagés.

« Afin de réduire la congestion en orbite basse et les risques associés, des accords ont déjà été signés qui définissent la fin de vie de chaque objet envoyé en orbite. Ils doivent soit se désorbiter, soit, s'ils disposent de suffisamment de carburant, monter sur une orbite très haute, dite « orbite cimetière », a déclaré le Dr Barciński.

L'encombrement des LEO signifie également un risque accru pour les stations spatiales comme l'ISS.

« Les satellites sont généralement situés à une altitude d'environ 500 à 600 km, l'ISS à environ 400 km et la station chinoise Tiangong encore plus bas. Cependant, des problèmes pourraient survenir lorsque des milliers de satellites situés légèrement plus haut atteindront la fin de leur vie utile. Par conséquent, les stations devront également effectuer des manœuvres d'évitement plus fréquemment », a expliqué l'expert.

D’autres approches du problème sont envisagées.

Des travaux sont également en cours pour utiliser des orbites encore plus basses que celles des stations spatiales. Cependant, la friction avec l'atmosphère y est relativement forte. De plus, elle varie considérablement en fonction de l'activité solaire, ce qui entraîne une instabilité importante. Des pseudo-satellites sont également envisagés, par exemple des avions planant à très haute altitude. Ils peuvent survoler une zone donnée pendant de longues périodes et fonctionner comme des satellites. Les technologies permettant de sécuriser les opérations en orbite et à proximité de celle-ci se multiplieront sans aucun doute et deviendront de plus en plus perfectionnées. Par conséquent, cet « océan » orbital que j'ai mentionné continuera probablement de s'étendre pour nous pendant longtemps », a déclaré le Dr Barciński.

Marek Matacz (PAP)

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