Dans votre rue, les ordures sont un ennui. Mais dans l'espace, cela pourrait être mortel. Un peu de ferraille de missions passées, de satellites morts et d'anciennes boosters de roquettes représentent maintenant environ 30 000 tonnes de débris en orbite, allant des boules perdues aux satellites entiers. C'est un problème pour les astronautes et les engins spatiaux en activité, car même un morceau de matériau de la taille d'une BB se déplaçant à des vitesses orbitales peut avoir du punch. Selon la NASA, de petits débris peuvent se déplacer aussi rapidement que 17 500 milles à l'heure, soit près de huit fois la vitesse d'une balle tirée par un fusil militaire.
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Les propositions visant à éliminer les déchets de l'espace incluent des filets dans l'espace et des voiles solaires. Le problème avec ces concepts est la nécessité de faire correspondre les orbites aux débris - des manœuvres nécessitant beaucoup de carburant ou, dans le cas des voiles solaires, beaucoup de pirouettes dans l'espace. Certains scientifiques et ingénieurs proposent donc quelque chose de plus simple: abattre ces éléments.
Cette semaine, une équipe dirigée par Toshikazu Ebisuzaki de l'institut de recherche japonais RIKEN a proposé d'utiliser un laser à ultraviolets basé dans l'espace et dirigé par un télescope. Pour démontrer le concept, ils souhaitent lancer un laser à fibre optique sur la Station spatiale internationale et l'associer à un télescope déjà budgétisé et approuvé, l'observatoire spatial Extreme Universe (EUSO), qui doit être monté sur l'ISS et programmé à l'avenir. lancement en 2017.
"Nous voulons utiliser l'ISS comme plate-forme et banc d'essai", a déclaré Ebisuzaki, dont l'équipe a décrit leur idée le mois dernier dans Acta Astronautica . EUSO a été conçu à l'origine comme détecteur de rayons cosmiques. Lorsque les rayons à haute énergie atteignent l'atmosphère terrestre, ils produisent une lueur UV et le télescope est capable de détecter de telles éclats. L'équipe d'Ebisuzaki pense pouvoir jouer un double rôle, car l'instrument dispose d'un large champ de vision.
Le plan consiste à ce que le télescope recherche des débris lorsque l'ISS est du côté nocturne de la Terre mais est toujours capable de regarder au-dessus de l'horizon des objets éclairés par le soleil. Cela se produit environ 5 minutes sur chaque orbite de 90 minutes. Une fois que le télescope voit quelque chose, une impulsion laser relativement faible peut être déclenchée pour éclairer l'objet. Le faisceau serait réfléchi et permettrait au système d’avoir une meilleure idée de la distance et de la vitesse à laquelle il se déplace - une version essentiellement radar du système UV.
À ce stade, le laser à fibre optique pourrait émettre plus d'impulsions, cette fois avec plus de puissance et un faisceau plus étroit. Chaque impulsion ne durerait qu'environ un dixième de nanoseconde, mais des milliers seraient renvoyés. Le laser ne désintégrerait pas les débris, mais en vaporiserait une infime partie. La vapeur agit alors comme une petite brûlure de propulseur, ralentissant suffisamment les pièces pour qu’elles tombent dans l’atmosphère et se consument.
Même si le laser à bord de l'ISS prouve son potentiel, l'équipe ne sera pas arrogante. Leur prochaine étape serait de lancer un petit satellite indépendant avec une configuration similaire pour tester plus avant le concept. Ce "mini-EUSO", comme l'appelle Ebisuzaki, orbiterait à la même altitude approximative que l'ISS et servirait de démonstration plus "réelle". Si cette étape aboutissait, l’équipe enverrait enfin un satellite complet de déblaiement des débris, qui dépasserait l’ISS jusqu’à 500 milles, juste au-dessus du point où la densité de débris tend à atteindre son point culminant.
Certains scientifiques, cependant, ont exprimé leur scepticisme quant aux détails du plan d'Ebisuzaki. Claude Phipps, associé directeur chez Photonics Associates, une société de Santa Fe qui étudie la propulsion laser, a proposé un système similaire appelé L'ADROIT en 2014. La proposition de Phipps implique un télescope à lumière visible qui voyagerait sur une orbite polaire (perpendiculaire à l'équateur). ), car c’est là que la plupart des débris ont tendance à se trouver.
Certains des problèmes avec le plan EUSO impliquent la physique de l'endroit où l'ISS orbite, ce qui limitera l'efficacité du projet, dit Phipps. L'ISS est en dessous d'une grande partie des débris problématiques et le télescope est conçu pour pointer vers la Terre. Il sera donc difficile d'attraper des cibles à angle droit. En outre, il est possible que la vaporisation soit dirigée dans la mauvaise direction afin de désorbiter efficacement les déchets d’espace: le faisceau ne l’atteindra pas toujours de front, c’est ce que vous souhaitez envoyer les morceaux dans l’atmosphère.
Un autre problème est la capacité des lasers à fibre optique à fonctionner en dehors du laboratoire. De tels lasers sont fabriqués à partir de plusieurs fibres regroupées, et la lumière qui les traverse devra être synchronisée avec précision. "Si vous avez dit, dix fibres ou dix mille, dans une sorte de réseau circulaire, les fronts de vagues doivent sortir au même moment", dit Phipps. Cela nécessite beaucoup de mise au point. L'idée de Phipps est d'utiliser un laser à faisceau unique plus conventionnel, bien que, selon Ebisuzaki, le système de fibre optique permette une meilleure dissipation de la chaleur.
Néanmoins, une bonne partie de l'idée d'Ebisuzaki est l'approche par étapes, qui leur permet de montrer ce qui fonctionne à mesure qu'ils grandissent, explique Phipps. "[Ebisuzaki] a également un design assez intelligent pour le télescope", ajoute-t-il.
La suppression des débris spatiaux avec de tels systèmes suscite de plus en plus d’intérêt. Phipps se rendra à une réunion d’experts en France la semaine prochaine pour discuter de ce sujet. En plus de réduire le danger pour les astronautes, retirer de vieux satellites de précieux biens immobiliers orbitaux serait une aubaine économique, étant donné que ces carcasses non fonctionnelles font obstacle. Et le danger qu’un satellite en orbite terrestre basse, comme ceux du système GPS, soit brisé par un morceau de métal égaré, voire par un autre satellite, est bien réel. C'est arrivé une fois en 2009, lorsqu'un satellite de communication Iridium et une ancienne sonde russe sont entrés en collision, répandant encore plus de débris au loin.
Phipps espère que les agences spatiales commenceront à agir plus rapidement et à mettre en œuvre un plan avant que les déchets de l’espace ne fassent des ravages meurtriers. "J'ai bien peur que cela prenne une fatalité", dit Phipps. "Mais j'espère que non."
