Slalom spatial

Seules deux choses peuvent tomber de l’Espace sur Terre : les corps "naturels" de types astéroïdes et autres comètes et les déchets de l’industrie spatiale : résidus de lanceurs (étages, boosters, coiffes…), satellites en fin de vie, boulons, écrous, outils perdus par les astronautes... Si l’on sait que l’espace développe sa propre érosion naturelle, celle-ci est désormais insuffisante face à la prolifération des déchets de l’humanité. Depuis le lancement de Spoutnik en 1957, plus de 18 000 objets ont été mis sur orbite. Dès lors, les débris ont allègrement proliféré dans l’Espace : chaque heurt en crée ou en fragmente en se dispersant sur l’orbite, risquant d’endommager les satellites en activité et de continuer à se multiplier les uns les autres.

Chassé-croisé d’orbites

Autour d’une station orbitale, de nombreux débris flottent sans aucun danger pour elle, car ils se trouvent sur une même orbite avec des vitesses relatives très faibles. Par contre, les lois de la mécanique céleste font que, sous l’effet des perturbations, les plans des orbites évoluent de manière différente et s’écartent les uns des autres. Deux objets initialement sur des orbites voisines finissent par se retrouver sur des orbites sécantes, voire sur la même orbite mais en sens inverse.  La probabilité pour une structure de rencontrer un débris sur une orbite sécante est beaucoup plus faible que celle de rencontrer un débris sur sa propre orbite : malgré le nombre de débris, la probabilité de collision reste donc faible.

L’ISS (Station Spatiale Internationale) coure donc un moindre risque, sachant que par ailleurs, elle est sous haute surveillance et effectue régulièrement des manœuvres d’évitement.
 

Les risques en orbite

Dans l’Espace, les débris se déplacent dans toutes les directions. Parallèlement, la vitesse faramineuse de certains éléments rend tous les projectiles potentiellement dangereux pour les satellites en activité, ou pire, pour l’ISS et ses astronautes. Par exemple, une sphère d’aluminium d’un diamètre de 1 mm se déplaçant à une vitesse de 10 km/s perfore une paroi de 4 mm du même matériau. Cette sphère développe alors la même énergie cinétique qu’une boule de pétanque lancée à 100 km/h. Dans ces conditions, les risques vont crescendo avec la taille des débris qui, à partir de 10 cm, sont considérés comme hautement dangereux.

Par ailleurs, la dernière collision en date entre un satellite russe (abandonné) et un satellite de télécommunications américain a rappelé à quel point un impact de cette nature peut générer des milliers de débris avec lesquels les opérateurs satellite doivent ensuite compter.

 Les risques au sol

A l’exception des plus grosses pièces, la plupart des éléments se consume lors de la rentrée atmosphérique sur Terre. D’ailleurs, ce que nous appelons étoiles filantes n’est autre que la combustion de petits corps célestes dans l’atmosphère. Les risques au sol sont donc relatifs. D’une part car l’homme a la capacité de contrôler le retour de gros éléments et de les guider vers une zone inhabitée, de préférence l’océan. Citons comme exemples la désorbitation de la célèbre station Mir et de l’ATV (Véhicule de transfert automatisé). D’autre part, pour les éléments plus modestes, gardons à l’esprit que les océans recouvrent 70% de la surface du globe. A ce jour, près de 20 000 objets sont rentrés sur Terre, sans provoquer de victime. Finalement le risque lié à la retombée d’objets créés par l’homme est inférieur à celui lié aux rentrées de météorites, lui-même reconnu comme étant faible.

L’on découvre cependant dans l’ouvrage "Pollution spatiale sous surveillance" que l’activité solaire influe sur les retombées de débris. Une activité solaire plus forte que la normale  entraîne une dilatation de la couche atmosphérique qui entoure notre planète et une résistance aérodynamique accrue en haute altitude. Conséquence : en période de forte activité solaire, le nombre de débris spatiaux qui brûlent dans l’atmosphère ou retombent sur Terre augmente.

Lanceur

La phase de lancement d'une fusée est jalonnée par la retombée des étages ayant achevé leur mission. Ainsi de gros corps ou débris retombent en mer. Il reste le cas du dernier étage et de la structure porteuse des charges utiles qui demeurent sur l'orbite d'injection des satellites après leur séparation, devenant à leur tour des débris qui un jour retomberont sur Terre.
La règle de conception demande que le lanceur ne génère pas plus d'un débris pour chaque charge utile placée en orbite. Au cours du lancement, si un accident survient, le lanceur est détruit, générant quantité de débris qui retombent. Les règles de Sauvegarde adoptées assurent que, dans cette éventualité, les zones habitées soient préservées de tout débris ou effet toxique.

satellite

Les principales zones de concentration de débris correspondent aux orbites les plus utilisées. La densité maximale se porte autour de 850, 1000 et 1500 km, puis elle décroît avec l’altitude, sauf aux environs des orbites semi synchrone (20 000 km) et géosynchrone (36 000 km). Partant du principe que chaque collision d’un débris avec un autre engendre une fragmentation qui en engendrera d’autres à chaque impact successif de chaque fragment, il ne faudrait pas dépasser un seuil qui rendrait une réaction en chaîne irréversible. Moralité : il faut protéger certaines orbites si l’on veut pouvoir continuer à les utiliser.