LeoLabs

Le radar spatial Kiwi est situé dans la région centrale d'Otago, au sud de l'île de Nouvelle-Zélande. LeoLabs

Pour la première fois, les entreprises aérospatiales pourront suivre les minuscules morceaux de débris spatiaux qui gravitent autour de la planète et menacent leurs satellites. Un nouveau système radar créé par la société LeoLabs devrait permettre de suivre environ 250 000 objets dangereux de moins de 10 centimètres de large sur l'orbite terrestre. C'est le premier appareil commercial à suivre des débris aussi petits. Il rejoint cependant un réseau de radar plus vaste que l'entreprise utilise pour collecter des données en temps réel sur les objets en orbite terrestre basse, soit la zone où la plupart des objets spatiaux artificiels sont regroupés.

Les données recueillies par LeoLabs pourront aider les opérateurs de satellites et les agences gouvernementales, comme la NASA, l'Agence spatiale européenne et la JAXA (l'agence spatiale japonaise), à éviter des collisions avec des débris spatiaux. Elles pourraient également aider à éviter un scénario dans lequel les débris orbitaux deviendraient incontrôlables et nous empêcheraient d'accéder à l'espace pendant des centaines d'années. "Personne ne vous dit où sont les débris ou quelle est la probabilité qu'ils touchent votre satellite. Nous voulions donc créer ce service", a déclaré Dan Ceperley, cofondateur et PDG de LeoLabs, à Business Insider US. "S'il touche votre satellite, il peut le détruire. Non seulement votre satellite disparaît, mais en plus vous vous retrouvez avec un nuage de débris qui menace vos autres satellites et ceux d'autres personnes." 

LeoLabs est basé à Menlo Park, Californie, mais son nouvel appareil se trouve en Nouvelle-Zélande. Il mettra pour la première fois à la disposition des entreprises privées des données sur environ 250 000 morceaux de minuscules débris spatiaux.

LeoLabs

Le suivi de ces petits objets permettra d'aider les entreprises à manœuvrer leurs satellites afin d'éviter des collisions potentiellement catastrophiques.

Plus de 100 millions de ces déchets métalliques entourent la Terre. Ils proviennent de satellites abandonnés, d'engins spatiaux s'étant brisés ou encore de missions spatiales.

Illustration des débris spatiaux qui gravitent autour de la Terre. DLR

Ces débris spatiaux tournent en cercle en orbite terrestre basse (LEO) : à des  altitudes comprises entre 160 et 2 000 kilomètres. C'est là que se rassemblent la plupart des objets spatiaux artificiels, y compris la Station spatiale internationale et des milliers de satellites.

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Les débris constituent une menace mortelle pour les astronautes.

Un débris spatial a heurté le radiateur de la navette Endeavour lors d'une mission. Le trou d'entrée mesure environ 0,64 cm de large et le trou de sortie deux fois plus. NASA

Chaque débris, aussi petit soit-il, se déplace à une vitesse suffisamment élevée pour causer des dommages catastrophiques à des équipements vitaux. Un seul coup pourrait être fatal pour les astronautes. En effet, les morceaux de débris se déplacent autour de la Terre à une vitesse de plus de 28 160 km/h, soit environ 10 fois la vitesse d'une balle. C'est une menace pour n'importe quel satellite ou engin spatial touché. De plus, chaque collision pourrait aggraver le problème, car elle fragmentent les satellites en plus petits morceaux.

À un degré extrême, les déchets spatiaux pourrait créer une chaîne désastreuse de collisions, potentiellement incontrôlable. Cette éventualité est connue sous le nom d'effet Kessler.

Illustration de débris spatiaux en dérivation, aussi connus sous le nom de Syndrome Kessler. Shutterstock

En théorie, une collision pourrait créer et répandre des morceaux de ferraille qui causeraient ensuite une autre collision, qui à son tour produirait plus de débris et mènerait à une chaîne d'accidents. Finalement, la Terre finirait par être entourée d'un champ de débris infranchissable.

Donald J. Kessler, qui travaillait pour le Centre spatial Johnson de la NASA, a calculé en 1978 qu'après un tel scénario il faudrait des centaines d'années pour nettoyer les débris de façon suffisamment efficace pour que les vols spatiaux redeviennent sûrs.

Selon Dan Ceperley, si le risque d'un événement Kessler est très faible, 'chaque grande collision engendre un changement important dans l'environnement LEO [orbite terrestre basse]'.

Une simulation de débris spatiaux créée durant le test de missile anti-satellite de l'Inde "Mission Shakti", le 27 Mars 2019. Analytical Graphics Inc.

En 2009, un engin spatial américain est accidentellement entré en collision avec un engin spatial russe, ce qui a fait augmenter d'environ 70 % la quantité de débris volumineux en orbite terrestre basse."Cet évènement a créé une sorte de ceinture de débris autour de la Terre", a expliqué Dan Ceperley. L'Inde a également généré des milliers de débris en mars lorsqu'elle a fait exploser l'un de ses engins spatiaux au cours d'un essai de missile antisatellite.

Les boucliers anti-débris ne résistant pas aux impacts d'objets volumineux.

Des techniciens installent des boucliers anti-débris sur la navette spatiale "Galaxy Evolution Explorer" (GALEX), le 26 mars 2003. NASA/KSC

La NASA peut équiper les engins spatiaux de boucliers anti-débris, mais ceux-ci ne peuvent résister qu'aux impacts d'objets de moins d'un centimètre (un demi-pouce). De fait, des millions d'objets plus grands que ce volume représentent encore une menace permanente.

Les débris trop petits sont difficilement traçables.

Illustration d'un futur système de surveillance des débris spatiaux qui utilise des technologies optiques, radars et lasers au sol ainsi que des satellites de levés en orbite. Alan Baker/ESA (CC BY-SA 3.0 IGO)

La NASA collabore avec le ministère de la Défense pour suivre des débris spatiaux dangereux et cartographier leur orbite afin que les satellites puissent manœuvrer autour d'eux. Mais tout débris de moins de 10 centimètres s'est avéré jusqu'à présent trop petit pour être suivi. C'est le problème que LeoLabs entend résoudre.

Au cours des dernières années, la multiplication d'opérateurs privés de satellites et de sociétés de fusées comme SpaceX a créé une nouvelle demande de données sur les débris orbitaux.

Trois CubeSats venus du Népal, du Sri Lanka et du Japon ont été éjectés du module du laboratoire Kibo depuis la Station spatiale internationale par l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale. NASA

LeoLabs fournit ces informations en utilisant un réseau mondial de systèmes radar de suivi des débris. "Il y a quelques années à peine, la nouvelle révolution spatiale a vraiment pris son envol", a déclaré le PDG de Leolabs, "cela a permis à des entreprises comme la nôtre d'entrer sur le marché."

Le plus récent ajout à ce réseau, le radar spatial Kiwi en Nouvelle-Zélande, suit les objets de moins de 10 centimètres.

Chaque cuvette du réseau de radars spatiaux Kiwi mesure environ 15 mètres de large et 30 mètres de long. LeoLabs

Il rejoint le réseau de radar de LeoLabs pour fournir des informations en temps réel sur les objets en orbite terrestre basse.

Les radars fonctionnent à la façon des chauves-souris et de leur écholocation. 

Chauve-souris dans le parc Centennial à Sydney, Australie. AP Photo/Rob Griffith

"Les radars envoient des impulsions d'ondes radio dans le ciel, puis écoutent les échos qui redescendent du satellite et des débris spatiaux", explique Dan Ceperley. "C'est un peu comme les chauves-souris et l'écholocation. Elles utilisent de petits pépiements de son. Au lieu de cela, nous utilisons des pépiements d'ondes radar." La haute fréquence du nouveau radar permet de détecter des objets d'à peine deux centimètres de large.

Le nouveau design du système le rend plus sensible aux objets de petites tailles.  

Les émetteurs et récepteurs des radars spatiaux Kiwi se trouvent sur une passerelle qui s'élève au-dessus d'un plateau incurvé. LeoLabs

De longues rangées de quelques centaines d'émetteurs et de récepteurs identiques envoient des signaux synchronisés, travaillant de concert pour suivre le mouvement d'un objet au-dessus de la Terre. LeoLabs prévoit de construire trois autres réseaux de radars de ce type pour suivre des objets encore plus petits.

À l'avenir, l'entreprise espère placer un réseau près de l'équateur et deux autres plus près de chacun des pôles de la Terre.

LeoLabs

"Mieux suivre l'évolution de la situation et réduire le nombre de collisions, c'est ce sur quoi nous nous concentrons", a indiqué Dan Ceperley.

À terme, le PDG de LeoLabs espère que les données de son entreprise pourront aider les futurs "satellites remorqueurs" qui pourraient être lancés pour nettoyer les débris spatiaux.

Avec la mission e.Deorbit, l'ESA tenterait d'attraper et de retirer de l'orbite un seul large morceau de débris appartenant à l'agence.David Ducros/ESA

L'Agence spatiale européenne (ESA) a déjà planifié une mission de nettoyage pour récupérer l'un de ses satellites disparus, le rapatrier dans l'atmosphère terrestre et le brûler. Des entreprises privées ont exploré des concepts similaires pour le nettoyage à plus grande échelle.

En utilisant les données de LeoLabs, les entreprises privées d'enlèvement des débris pourraient calculer le niveau de risque qu'engendrerai une collision avec un satellite précis, selon Dan Ceperley.

L'e.Deorbit de l'ESA sera la toute première mission active d'enlèvement de débris. ESA-David Ducros

Faire ces évaluations avec précision pourrait aider ces entreprises à vendre leurs services, a-t-il ajouté : "Elles peuvent fixer les prix et justifier les prix sur la base de ces chiffres et, espérons-le, rendre leur service routinier afin qu'il fasse partie intégrante des opérations satellitaires".

'Une grande partie du risque vient de ces petits débris, tous ces trucs qui n'ont jamais été suivis auparavant. Personne n'a de bonne solution pour nettoyer cela', a indiqué Dan Ceperley.

Des débris orbitaux frappent un panneau du télescope spatial Hubble. NASA/JSC

"Faisons en sorte qu'il n'y en ait pas d'autres", a-t-il ajouté.

Version originale : Morgan McFall-Johnsen / Business insider US 

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