La fin de carrière est proche pour GOCE: après plus de quatre années passées à mesurer la gravité terrestre depuis l’espace, le satellite de l’Agence spatiale européenne (ESA) va bientôt se trouver à court de carburant et alors chuter en direction de la Terre. Au cours de ce dernier voyage, le satellite se désintégrera en partie, mais pas totalement: certains de ses fragments devraient donc atteindre notre planète dans les semaines à venir. Ce retour incontrôlé sur Terre sera observé de près par des systèmes de détection spécialisés.

Lancé en mars 2009, le satellite GOCE («Mission d’étude de la gravité et de la circulation océanique en régime stable») avait pour objectif l’analyse du champ gravitaire terrestre. «Il a parfaitement répondu à nos attentes en permettant d’établir une cartographie très précise de la gravité sur notre planète, le géoïde, ce qui est utile notamment pour la compréhension de la circulation océanique», affirme Rune Floberghagen, responsable de la mission pour l’ESA.

GOCE étant positionné sur une orbite basse, à environ 220 km de la Terre, il a besoin pour se maintenir à cette altitude de la poussée de son moteur à propulsion ionique. Sans cela, les frottements atmosphériques qu’il subit l’entraînent irrémédiablement vers le bas. Or le carburant utilisé par le moteur de GOCE sera prochainement épuisé: «En fonction des conditions rencontrées par le satellite, cela pourrait se produire au plus tôt à la fin du mois de septembre ou au plus tard au début du mois de novembre, plus probablement vers la mi-octobre», précise Rune Floberghagen.

Dès l’arrêt de son moteur, le satellite va commencer à perdre de l’altitude. Puis, en rencontrant les couches denses de l’atmosphère, il se fragmentera et sera soumis à un flux de chaleur intense qui fera fondre une grande partie de ces débris. Selon les estimations effectuées par l’ESA, environ un quart de la masse de GOCE – soit 250 kilos de matériaux – atteindra la surface de notre planète, sous la forme de 40 à 50 fragments, qui devraient se répartir le long d’un tracé de 900 km. «Trois semaines environ s’écouleront entre l’épuisement du carburant et l’arrivée des restes de GOCE sur Terre», indique Rune Floberghagen.

La chute de déchets spatiaux sur notre planète n’a en soi rien d’exceptionnel. «En moyenne, un satellite ou étage de fusée y arrivent chaque semaine», relate Fernand Alby, spécialiste de ces objets au CNES, l’Agence spatiale française. GOCE fait même figure de poids plume par rapport à certains autres satellites revenus sur Terre: ainsi la sonde martienne russe Phobos-Grunt, tombée l’année dernière dans l’océan Pacifique, pesait, elle, 13 tonnes!

Mais le désorbitage de GOCE n’est pas anodin pour autant. Ce sera d’abord le premier satellite de l’ESA depuis 25 ans à revenir ainsi sur Terre de manière incontrôlée, ce qui explique l’intérêt de l’agence spatiale. D’autre part, la conception même de GOCE justifie qu’on s’intéresse à son sort. Le satellite a en effet été construit avec des matériaux extrêmement solides afin de lui donner la rigidité nécessaire pour effectuer ses mesures. «Or les matériaux composites ou à base de carbone résistent aussi mieux au passage à travers l’atmosphère, par rapport notamment à l’aluminium, plus facilement détruit», explique Fernand Alby.

Enfin, GOCE a été choisi cette année comme objet d’étude par le Comité inter-agences sur les débris spatiaux (IADC). Ce qui signifie qu’il sera traqué, dès la fin de son alimentation en carburant, par des installations radars situées tout autour du monde. «Il s’agit d’un entraînement pour le jour où un objet vraiment menaçant s’approchera de la Terre», fait savoir Fernand Alby.

GOCE est-il donc sans danger? Sa chute n’inquiète en tout cas pas beaucoup le spécialiste du CNES: le risque est selon lui «normal». «Jusqu’à aujourd’hui, personne n’a encore été blessé par des débris spatiaux sur Terre. Compte tenu de la géographie de notre planète, il y a de fortes chances pour que les restes de GOCE tombent soit dans l’eau, soit dans une zone désertique», indique-t-il. Avant de préciser que les déchets spatiaux peuvent parfois être observés au cours de leur chute, sous forme de traînées lumineuses dans le ciel.

Les experts de l’ESA ne sont pour l’heure pas capables de déterminer où tomberont les fragments de GOCE. Mais leur évaluation devrait se préciser au fur et à mesure de la progression du satellite. «Environ un jour avant son arrivée, nous pourrons indiquer le long de quelle orbite chuteront ses restes», atteste Rune Floberghagen. Mais pas l’endroit exact! Ce type d’atterrissage aléatoire pourrait cependant être un des derniers, puisque des réglementations contraignent désormais les agences spatiales à équiper leurs engins de systèmes de désorbitage contrôlé.

Les experts sont incapables de déterminer où tomberont les restes