La pollution spatiale

Environ 7 000 objets de plus de 10 cm gravitent autour de la Terre. Ils sont suivis par les puissants radars et télescopes d’un organisme américain, la NORAD (NORth American aerospace Defence Command), chargé de la défense aérienne de l’Amérique du Nord. Ces instruments sont capables de détecter des objets de la taille d’une orange jusqu’à 1 000 km d’altitude et de la taille d’une chaise jusqu’à 36 000 km. L’ESA participe également à cette surveillance.
Parmi ces 7 000 gros objets, tous répertoriés, on compte environ 300 satellites artificiels en état de marche, environ 1 500 satellites hors service et plus de 5 000 débris : étages ou morceaux d’étages de lanceurs, fragments de satellites ayant explosé, sangles ou mécanismes de déploiement éjectés au moment de la satellisation, etc.
L’activité militaire des deux « grands » de l’espace (l’ancienne Union soviétique et les Etats-Unis) a également contribué à polluer l’espace : depuis la fin des années soixante, leurs essais d’armes antisatellites – consistant à provoquer l’explosion de satellites cibles – ont créé des milliers de débris.
Les moteurs d’apogée à poudre de satellites géostationnaires produisent une multitude de particules solides qui se répartissent autour de la Terre. En vieillissant, tout satellite se dégrade : des lambeaux de peinture, des cellules solaires peuvent se détacher.
En conséquence, outre les 7 000 gros objets représentant une masse totale de 3 000 tonnes, on estime que gravitent autour de la Terre environ 50 000 objets mesurant de 1 à 10 cm et des millions (si ce n’est pas des milliards !) d’autres de moins de 1 cm.

Les dangers

Le principal danger des débris spatiaux ne vient pas tant de leur masse que de leur vitesse. En effet, les physiciens expriment l’énergie cinétique (E) d’un projectile (de masse m et de vitesse v) au moyen de la formule : E = mv² / 2. Ce qui signifie que si sa vitesse est multipliée par 10, son énergie cinétique devient 100 fois plus grande…
Un grain de sable qui tombe sur le toit d’une automobile ne provoque aucun dégât. Mais animé d’une vitesse de 8 km/s par rapport au satellite qu’il rencontre, le même grain de sable possède une énergie cinétique phénoménale, proche de celle d’une boule de bowling projetée à 100 km/h ! Il peut alors traverser quelques millimètres d’aluminium.
Par chance, les plus nombreux débris sont aussi les plus petits ; ils peuvent néanmoins occasionner des dommages non-négligeables (érosion de surface, décharges électrostatiques, courts-circuits, perforations de réservoirs, etc.).
En juillet 1983, les cosmonautes soviétiques qui se trouvaient à bord à bord de la station orbitale Saliout 7 ont entendu un craquement sec, puis, plus tard, ont découvert un petit cratère creusé par un débris dans la partie externe d’un hublot.
A l’inverse, les plus gros débris ne sont pas les plus dangereux : ils sont connus et facilement détectables. Les vaisseaux habités peuvent manœuvrer pour les éviter. C’est ce que fit l’orbiteur Discovery, le 15 septembre 1991, pour s’éloigner d’un morceau du troisième étage d’une fusée soviétique lancée en 1977 ! Une première en navigation spatiale.
Sans cette manoeuvre, les deux objets seraient passés à 350 m l’un de l’autre : on imagine la surprise des astronautes américains croisant un débris gros comme un camion !
Le réel danger vient des débris de taille intermédiaire, mesurant quelques centimètres : trop petits pour être repérables, assez gros pour provoquer des dégâts. A 8km/s, un débris de 2,50 g à l’énergie cinétique d’un coffre fort lancé à 100 km/h !

Des remèdes ?

En l’état actuel des choses, la mesure la plus urgente consiste à ne pas produire de nouveaux débris, par exemple en stoppant les essais d’armes antisatellites et en prenant les précautions nécessaires pour empêcher l’explosion d’étages supérieurs de lanceurs, notamment en vidangeant leurs réservoirs après utilisation. (Cette opération, appelée « passivation », est aujourd’hui systématiquement pratiquée sur les lanceurs Ariane.)
Et les débris en place ? La nature, encore elle, s’en charge. S’il ne reste que 7 000 gros objets en orbite terrestre, c’est que les 14 000 autres qui furent satellisés depuis 1957 ont été volatilisés en rentrant, à grande vitesse dans l’atmosphère terrestre.
Il n’existe actuellement aucun moyen d’aller « nettoyer » l’espace au voisinage de la Terre. Aussi doit-on se contenter d’améliorer les moyens de détection des débris et de renforcer les blindages des véhicules spatiaux.
 

Article extrait de l’ouvrage L’espace, milieu hostile et violent, Collection BT, Cnes et Editions PEMF, 1994.