Espace : une frontière de débris

La Journée internationale du vol spatial habité est l’occasion de rappeler l’importance de l’ère spatiale pour l’humanité mais aussi le rôle des normes dans l’atténuation des risques potentiels. 

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Depuis le lancement du premier satellite en 1957, le nombre d’objets en orbite autour de notre planète s’est envolé. Cette année-là, les radioamateurs du monde entier ont tendu l’oreille pour entendre les signaux plaintifs de Spoutnik 1 – un son laissant présager une nouvelle ère technologique pour l’humanité, celle de la conquête spatiale. Puis en 1961, le premier vol habité franchissait les limites de notre atmosphère. Depuis, des entreprises privées se sont elles aussi lancées dans la course à l’espace. 

Mais au cours des 65 années qui se sont écoulées depuis que Spoutnik a effectué son premier voyage en solitaire autour de la Terre, la région de l’espace la plus proche de nous est devenue nettement plus encombrée. Aujourd’hui, en cette Journée internationale du vol spatial habité, il convient de rappeler que l’espace n’est plus inaccessible. Le grand vide de notre stratosphère et au-delà n’a jamais été aussi proche – non sans risques.

Un espace encombré 

Aujourd’hui, quelque 7 500 satellites orbitent à des altitudes inférieures à 2 000 km – la limite supérieure de l’orbite terrestre basse. Plus d’un tiers d’entre eux ont été lancés au cours des deux dernières années, et beaucoup d’autres se succèderont. Les lancements proposés par des entreprises privées telles que SpaceX ou Amazon feraient passer le nombre de satellites en orbite basse à plus de 45 000

Mais les satellites ne représentent qu’une infime fraction des objets qui tournent autour de notre planète. Les débris orbitaux, ou « déchets spatiaux », deviennent un problème de plus en plus urgent. La NASA a ainsi recensé 27 000 débris orbitaux dont la dimension excède celle d’une balle de tennis, allant des véhicules de lancement mis au rebut à des parties d’anciens vaisseaux spatiaux, en passant par des outils et des sacs d’ordures largués. À cela s’ajoutent environ un million de débris dont la dimension excède celle d’une bille et 330 millions de débris d’une taille comprise entre 1 mm et 1 cm. Tous ces objets voyagent à une vitesse de 25 000 km/h, soit 7 km/s. À cette vitesse, même de minuscules débris peuvent causer des dégâts considérables.

Les collisions ou explosions qui se produiront ne feront qu’aggraver le problème. Lorsque la Russie a testé avec succès un missile antisatellite en novembre 2021, elle a généré pas moins de 1 500 débris localisables supplémentaires ainsi que des centaines de milliers de minuscules débris. Immédiatement après, les membres de l’équipage de la Station spatiale internationale (ISS) ont été contraints de se réfugier dans leurs capsules d’amarrage dans l’éventualité d’une évacuation d’urgence. Depuis 1999, l’ISS elle-même a dû s’écarter 25 fois de la trajectoire de débris spatiaux. 

 

Le syndrome de Kessler 

Qu’adviendra-t-il si nous continuons de produire des débris spatiaux ? En 1978 – alors que la course à l’espace battait son plein – Donald Kessler, un scientifique de la NASA, a esquissé une réponse. Selon son scénario, une fois que le nombre d’objets en orbite terrestre basse aura atteint un point de basculement, les débris créés par une collision pourraient déclencher une réaction en chaîne de collisions supplémentaires qui finirait par créer un nuage de débris encerclant la Terre, rendant la région à la fois inexploitable et infranchissable. 

En quoi est-ce un problème ? 

La principale menace associée à la surpopulation orbitale réside dans les dommages qu’elle pourrait causer aux satellites opérationnels. Ceux qui se trouvent en orbite basse sont utilisés pour l’imagerie, les relevés et, de plus en plus, les communications. Cette zone est également de plus en plus militarisée. Elle accueille des satellites utilisés pour la surveillance et les communications sur le champ de bataille, ce qui signifie que toute collision pourrait avoir des conséquences géopolitiques imprévisibles.

Les débris orbitaux constituent également une menace pour les missions au-delà de l’orbite terrestre basse. Ce risque est faible pour le moment, mais – tout comme le volume des débris lui-même – il ne cesse d’augmenter. Dans le pire des cas, les débris spatiaux pourraient finir par nous enfermer complètement et empêcher toute exploration future de notre système solaire (voir encadré).

De l’utilité des normes 

L’année dernière, les États du G7 se sont engagés à s’attaquer au problème toujours plus préoccupant des débris spatiaux. Dans une déclaration conjointe, les dirigeants du G7 ont déclaré reconnaître toute « l’importance de la mise au point de normes communes, de meilleures pratiques et de lignes directrices relatives aux opérations spatiales durables », et ont appelé les organisations, dont l’ISO, à contribuer à « préserver l’environnement spatial pour les générations futures ». 

La contribution des travaux menés par l’ISO dans ce domaine – en particulier par le comité technique ISO/TC 20, dont les travaux portent sur le domaine aéronautique et l’espace – est principalement axée sur deux aspects : premièrement, réduire la quantité de débris en orbite et, deuxièmement, atténuer les risques découlant de l’encombrement croissant de l’espace circumterrestre. 

La norme ISO 24113 se concentre sur ces derniers. Elle définit les exigences relatives à la conception et à l’exploitation de tous les engins spatiaux et véhicules de lancement qui sont soit lancés sur une orbite terrestre proche, soit destinés à la traverser, afin de garantir qu’ils laissent le moins de débris possible derrière eux pendant leur vie utile comme après. Lorsqu’un satellite est à court de carburant, par exemple, il forme alors un nouvel amas de gros débris. ISO 24113 exige des concepteurs et des fabricants de satellites qu’ils tiennent compte de cet aspect, notamment en développant des satellites pouvant être ravitaillés ou retirés de leur orbite au terme de leur vie utile pour se désintégrer en toute sécurité dans la haute atmosphère.

Rendre l’espace sûr 

Les normes jouent également un rôle important dans la réduction du risque de collision. L’orbite terrestre basse n’est pas seulement de plus en plus encombrée, elle est également exploitée par un nombre croissant d’acteurs. Outre les agences spatiales mondiales, plus d’une douzaine de pays ont lancé avec succès des satellites et un nombre croissant d’entreprises privées se disputent l’espace. Pour limiter au maximum le risque de collision entre engins spatiaux et garantir la sécurité des fusées à destination ou en provenance de l’orbite terrestre basse, un protocole de communication normalisé est indispensable. 

Les normes jouent un rôle important dans la réduction du risque de collision. 

C’est là qu’intervient ISO 26900. Cette norme spécifie le format des messages pouvant être utilisés par les exploitants d’engins spatiaux pour communiquer rapidement et clairement entre eux, qu’il s’agisse de partager des plans de préparation des vols ou d’alerter à temps d’autres exploitants sur des risques de collision afin qu’ils puissent manœuvrer leur engin spatial pour éviter toute collision.

L’année dernière, un nombre record de 145 lancements orbitaux ont été effectués dans le monde. L’espace circumterrestre ne fera que gagner en importance s’agissant des intérêts commerciaux, scientifiques et militaires nationaux et du secteur privé. Des normes de ce type permettent de s’assurer que, malgré l’encombrement croissant et les risques qui en découlent, chacun dispose de suffisamment d’espace pour agir en toute sécurité. 

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