Multiplication des débris spatiaux retrouvés sur terre
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La NASA et SpaceX ont mal évalué les risques liés à la réentrée de débris spatiaux
Un cargo européen ATV rentre dans l’atmosphère au-dessus de l’océan Pacifique en 2013.Depuis le début de l’année, les propriétaires fonciers ont découvert plusieurs débris spatiaux liés aux missions soutenant la Station spatiale internationale. À toutes ces occasions, les ingénieurs s’attendaient à ce qu’aucun matériel jetable ne survive à la chaleur torride de la rentrée et n’atteigne la surface de la Terre.
Ces incidents soulignent l’urgence de mener davantage de recherches sur ce qui se passe lorsqu’un vaisseau spatial effectue une rentrée incontrôlée dans l’atmosphère, selon les ingénieurs de l’Aerospace Corporation, un centre de recherche financé par le gouvernement fédéral et basé à El Segundo, en Californie. De plus en plus de choses sont lancées dans l’espace comme jamais auparavant, et la tendance se poursuivra à mesure que les entreprises déploieront davantage de constellations de satellites et déploieront des fusées plus lourdes.
“Le plus grand besoin immédiat est simplement de faire un peu plus de travail pour vraiment comprendre l’ensemble de ce processus et être en mesure d’être prêt à accueillir de nouveaux matériaux et de nouvelles approches opérationnelles à mesure qu’elles se produisent plus rapidement”, a déclaré Marlon Sorge, directeur exécutif de Centre d’études sur les débris orbitaux et de rentrée de l’aérospatiale. “De toute évidence, c’est dans cette direction que vont les vols spatiaux.”
Idéalement, un corps de satellite ou de fusée en fin de vie pourrait être guidé vers une rentrée contrôlée dans l’atmosphère au-dessus d’une partie reculée de l’océan. Mais cela est souvent d’un coût prohibitif car cela nécessiterait de transporter du carburant supplémentaire pour les manœuvres de désorbite, et dans de nombreux cas, un vaisseau spatial n’a pas de propulseur de fusée du tout.
En mars, un fragment d’une batterie larguée de la station spatiale a percé un trou dans le toit d’une maison de Floride, un cas rare de dommages matériels terrestres attribués à un débris spatial. En mai, un morceau de 90 livres d’un vaisseau spatial SpaceX Dragon qui a quitté la Station spatiale internationale est tombé sur la propriété d’un complexe de « glamping » en Caroline du Nord. Au même moment, un propriétaire d’une ville voisine a trouvé un morceau de matériel plus petit qui semblait également provenir de la même mission Dragon.
Ces événements font suite à la découverte en avril d’un autre morceau de débris de près de 90 livres provenant d’une capsule Dragon dans une ferme de la province canadienne de la Saskatchewan. La NASA et SpaceX ont déterminé plus tard que les débris étaient tombés de leur orbite en février, et plus tôt ce mois-ci, des employés de SpaceX sont venus à la ferme pour récupérer l’épave, selon CBC .
Des morceaux d’un vaisseau spatial Dragon sont également tombés au-dessus du Colorado l’année dernière, et un agriculteur australien a trouvé des débris d’une capsule Dragon sur ses terres en 2022.
Tant d’inconnues
Des débris de satellites défunts et de fusées usagées sont tombés sur Terre depuis l’aube de l’ère spatiale. Les réservoirs de carburant métalliques d’anciens satellites ou corps de fusée ont généralement survécu à la rentrée et sont tombés au sol. De plus en plus de fusées et de satellites sont désormais fabriqués à partir de matériaux plus légers, comme les composites.
C’est le type de matériau utilisé sur les pièces du vaisseau spatial Dragon de SpaceX trouvées dans le monde entier au cours des deux dernières années. Les ingénieurs apprennent encore comment les composites réagissent aux conditions extrêmes de rentrée, où ils sont exposés à une chaleur de plusieurs milliers de degrés et à des forces aérodynamiques susceptibles de déchirer un vaisseau spatial.
“Ce ne sont pas seulement les matériaux qui entrent dans la composition du composite”, a déclaré Greg Henning, responsable de la section des débris et de l’élimination au sein du département de connaissance de la situation spatiale de l’aérospatiale. "C’est la façon dont le composite est assemblé. Il y a toujours une sorte de géométrie, comme un tissage ou quelque chose comme ça, qui peut être unique d’un fabricant à l’autre, même si les matériaux eux-mêmes sont les mêmes.
Non. Ils l’ont fait pour les premiers Dragons cargo, mais pour Dragon 2, le coffre est largué AVANT la désorbitation et laissé en orbite pour effectuer une rentrée incontrôlée des mois plus tard. Comme l’a découvert l’Australien illustré ci-dessous lorsqu’il a trouvé un énorme morceau de tronc dépassant du sol pic.twitter.com/BjJizrPOnf
– Jonathan McDowell (@planet4589) 1er novembre 2023
L’orientation d’un vaisseau spatial lorsqu’il tombe dans l’atmosphère peut également être un facteur de survie, a déclaré Henning.
“Est-ce que ça dégringole ? Est-ce que ça rentre dans une configuration stable ? Il y a tellement de choses qui entrent en jeu dans ce qui se passe réellement lors d’une rentrée”, a-t-il déclaré à Ars. “Cela rend d’autant plus complexe de déterminer si quelque chose va survivre ou non.”
L’épave trouvée sur plusieurs vaisseaux spatiaux Dragon provenait du coffre du véhicule, la structure circulaire non pressurisée montée derrière le compartiment pressurisé de l’équipage de l’engin. La capsule de l’équipage est dotée d’un bouclier thermique pour survivre à la rentrée et ramener en toute sécurité les astronautes ou la cargaison sur Terre. À la fin de chaque mission, la capsule Dragon largue le tronc dont on n’a plus besoin avant d’effectuer un brûlage de désorbite pour se diriger vers un amerrissage assisté par parachute en mer.
Le tronc reste ensuite en orbite pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois, jusqu’à ce que la faible résistance de l’air en orbite terrestre basse le ramène finalement dans l’atmosphère. La trajectoire de retour est incontrôlée et prévisible seulement avec une précision de plusieurs heures, même le jour de la rentrée, ce qui signifie que des débris pourraient tomber sur une large bande de la planète.
Un morceau de vaisseau spatial Dragon trouvé dans un champ en Australie en 2022.SpaceX et la NASA, qui supervise les contrats pour l’équipage et la mission cargo du Dragon, n’attendaient aucun matériel du coffre du Dragon.
“Lors de sa conception initiale, le tronc du vaisseau spatial Dragon a été évalué pour sa rupture lors de la rentrée et il était prévu qu’il brûle complètement”, a déclaré la NASA dans un communiqué. “Les informations issues de la récupération des débris offrent aux équipes l’opportunité d’améliorer la modélisation des débris. La NASA et SpaceX continueront d’explorer des solutions supplémentaires à mesure que nous apprenons des débris découverts.”
La Terre est un vaste territoire et près des trois quarts de la planète sont recouverts d’eau. Il est rare qu’un objet rentrant heurte une structure ou blesse une personne, et la chute de débris spatiaux n’a jamais tué personne. Selon l’Agence spatiale européenne, le risque annuel qu’un être humain soit blessé par des débris spatiaux est inférieur à 1 sur 100 milliards.
Mais sans mesures d’atténuation, ces chances ne feront qu’augmenter à mesure que davantage de satellites iront dans l’espace.
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Ca promet pour l’ISS…
