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Le satellite RemoveSat va tester diverses méthodes de ramassage de débris spatiaux.
© ESA

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Harpons, filets, robots…: des gadgets en pagaille pour nettoyer l’orbite terrestre

La mission RemoveDebris doit tester un arsenal d’outils, dont une caméra suisse, tous conçus pour débarrasser l’espace proche de la constellation de débris qui l’encombrent

Harpon ou filet, lequel est le plus efficace? Précision: il n’est pas ici question de pêche en mer, encore moins d’un combat de gladiateurs, mais de… nettoyage des débris spatiaux! Ces deux outils ainsi que d’autres vont en effet être mis au banc d’essai lors d’une mission spatiale européenne qui devait gagner l’orbite terrestre le 2 avril grâce à une fusée Falcon 9 de SpaceX.

Cette dernière, partie pour ravitailler la Station spatiale internationale (ISS), possède sous sa coiffe RemoveSat, «satellite chasseur» de la mission RemoveDebris. L’engin contient dans ses entrailles tout l’arsenal nécessaire pour tester diverses méthodes de ramassage de débris spatiaux. Cette mission d’essai doit déterminer les avantages et inconvénients de chacune avant de voir décoller un jour une véritable mission «d’éboueurs de l’espace».

Scénario à la Gravity

L’un des traits les plus typiquement humains est sans doute le fait de semer des déchets un peu partout. Même dans l’espace: l’orbite terrestre basse est une poubelle. Sur les quelque 23 000 objets dont les trajectoires autour de la Terre sont surveillées, seuls 1200 sont des satellites en fonctionnement, ce qui donne environ 20 000 débris. Si l’on prend en considération les objets trop petits pour être suivis, le chiffre grimperait à 170 millions.

Lire aussi: «Il devient urgent de nettoyer l’espace»

Depuis le début des lancements spatiaux il y a soixante ans, personne ne semble réellement s’en inquiéter. Les dangers sont pourtant bien réels. Dernier exemple en date, la station spatiale chinoise abandonnée Tiangong-1 est retombée sur Terre le week-end dernier. L’an passé, un minuscule morceau de métal avait laissé un éclat de 7 millimètres sur la coupole d’observation de l’ISS.

En 2009, deux satellites américain et russe s’étaient percutés à près de 40 000 km/h, générant plus de 2300 débris suffisamment grands pour être surveillés. Le scénario catastrophe du blockbuster Gravity n’est peut-être plus si loin.

Voile spatiale

C’est dans ce contexte qu’est née la mission RemoveSat. Aucun véritable déchet ne sera enlevé: il s’agit simplement d’un entraînement. Dans les entrailles du RemoveSat, un satellite grand comme un frigo américain, se trouvent deux débris factices, les DebrisSats. Ils seront libérés depuis l’ISS vers l’espace, et les scientifiques essaieront de les capturer. Ils auront à leur disposition un filet et un harpon destinés à agripper et ramener les débris. Un bras robotisé sera également mis à l’essai. Une voile spatiale sera aussi de la partie. Fixée sur un satellite inopérant, elle le ferait descendre de son orbite afin qu’il se détruise dans l’atmosphère.

Nous n’avons pas utilisé d’onéreux composants spécifiquement conçus pour une utilisation spatiale, mais des éléments bien moins coûteux qu’on peut trouver dans le commerce ou presque

Alexandre Pollini, du Centre suisse d’électronique et de microtechnique

Les essais ne concernent pas uniquement l’attrapage de satellites: ils portent aussi sur la navigation et la visualisation des débris. «Avant d’attraper un débris, il faut l’identifier, et caractériser ensuite sa vitesse, son sens de rotation, etc.», explique Alexandre Pollini, responsable de ce volet pour le Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM), partie prenante du projet. Avec son équipe, il a mis au point les «yeux» du RemoveSat, soit un capteur de vision constitué d’une caméra standard couleur et d’une caméra à télédétection par laser («lidar» selon l’acronyme anglais) produisant des images en trois dimensions.

La technologie lidar fonctionne concrètement comme un radar, sauf qu’elle utilise un laser et non des ondes radio pour détecter des objets. Le résultat est une mesure des distances et des dimensions des objets beaucoup plus précise. Couplée à un capteur d’images, elle est ainsi capable de reconstruire une image 3D des débris situés à proximité. Les données sont ensuite transmises aux autres systèmes présents dans le satellite et au Centre spatial de Surrey au Royaume-Uni, qui pilote le projet.

Outre la capacité à détecter et caractériser les débris, l’équipe du CSEM compte étudier le comportement dans l’espace de sa caméra. «Nous n’avons pas utilisé d’onéreux composants spécifiquement conçus pour une utilisation spatiale, mais des éléments bien moins coûteux qu’on peut trouver dans le commerce ou presque, ajoute Alexandre Pollini. Nous verrons si la caméra supporte le voyage ou non.»

Modèle d’affaires

Connue depuis les années 1970, la technologie lidar arrive peu à peu dans le monde spatial, et ses performances intéressent l’industrie. La mission RemoveDebris sera aussi une occasion de la mettre à l’épreuve. «Elle permet aussi, par exemple, de cartographier un site d’atterrissage sur la Lune ou sur Mars avec une précision de l’ordre de quelques dizaines de mètres, contre plusieurs kilomètres actuellement avec d’autres capteurs», affirme le spécialiste.

Reste à savoir si, une fois harpons, filets et autres robots mis au point, l’homme ira bel et bien nettoyer ces débris. «Il faut que ces tests permettent de déterminer un modèle d’affaires intéressant pour les grands acteurs de l’industrie spatiale, conclut Alexandre Pollini. Sans cela, la situation risque de perdurer.»

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