L’ESA a signé un contrat de 86 millions de dollars avec ClearSpace pour désorbiter un débris – de la taille d’un petit satellite – provenant du lancement de la fusée Vega en 2013. La mission est prévue pour 2025. Ce contrat inaugure aussi une « nouvelle méthodologie » au sein de l’ESA.
L’Agence spatiale européenne (ESA) vient d’annoncer la signature d’un contrat de 86 millions de dollars avec la société suisse ClearSpace. La mission consiste à enlever « un débris spatial en orbite », une première. Il s’agit d’un adaptateur de charge utilisé lors du second lancement d’une fusée Vega (en 2013) avec trois satellites à bord : PROBA-V, VNREDSat 1A et ESTCube-1.
Les risques des débris
L’enjeu est important, car il s’agit de conserver un environnement spatial « propre » dans la mesure du possible, aussi bien pour les futurs lancements que pour les satellites déjà en orbite. Les débris représentent en effet des risques importants et peuvent fortement endommager des missions, même s’ils sont tout petit. En effet, ils ont une vitesse moyenne comprises entre 25 000 à 29 000 km/h environ (7 à 8 km/s), ce qui donne souvent des collision à plus de 36 000 km/h.
On se souviendra par exemple d’« un flocon de peinture ou un petit fragment de métal pas plus grand que quelques millièmes de millimètre de diamètre » qui a laissé impact de 7 mm de diamètre sur une des vitres de la Cupola (le dôme d’observation) de la Station spatiale internationale. Un objet un peu plus gros de 1 cm de diamètre « aura la même énergie qu’une berline lancée à 130km/h ». On vous laisse alors imaginer les dégâts…
Objectif : récupérer un reste de la fusée Vega de 2013
Lors du conseil ministériel Space19+, l’ESA avait reçu le financement nécessaire pour signer un contrat avec un partenaire commercial. Une douzaine de sociétés étaient en concurrence, et le choix s’est porté sur la jeune pousse suisse, issue de l’École polytechnique fédérale de Lausanne.
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Le contrat est désormais signé. ClearSpace prend donc en charge la direction de l’équipe industrielle, avec des contributions de plusieurs pays : Allemagne, Pologne, Portugal, République tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Suède et Suisse.
« La mission ClearSpace-1 aura pour cible une structure porteuse à double lancement Vespa de la fusée Vega, laissée après le deuxième vol du lanceur européen Vega en 2013 sur une orbite conforme aux normes d’atténuation des débris », rappelle l’Agence spatiale européenne. Le débris se trouve à une altitude comprise entre 660 km et 800 km, avec une masse de 112 kg, « proche de celle d’un petit satellite ».
Naturellement, un satellite en orbite autour de la Terre a tendance à « tomber » doucement, il finira donc par se désorbiter. La durée dépend de l’altitude : quelques jours seulement à 200 km, mais on passe rapidement à des semaines dès 300 km, des années à 600 km, des dizaines d’années à 800 km, des centaines d’années à 1 000 km, etc. Dans le cas du reste du lanceur Vega, il a beau être en place depuis sept ans, il n’est donc pas près de se désorbiter tout seul.
Quatre bras robotiques pour attraper les débris
Pour mener à bien sa mission, le vaisseau spatial ClearSpace-1 s’approchera doucement de sa cible, puis l’attrapera à l’aide de quatre bras robotiques. Un « câlin » fatal puisque les deux engins iront ensuite se désorbiter – grâce aux propulseurs de ClearSpace-1 – afin d’être détruits en brulant dans l’atmosphère. Le lancement est prévu pour 2025.
Une opération assez simple finalement ? En théorie oui, mais dans l’espace tout peut vite se compliquer :
« Cette logique exige la maîtrise de procédures automatiques complexes. Il faut ainsi qu’un satellite-chasseur se dirige vers le débris visé et s’y amarre ou le capture alors que sa cible n’est nullement coopérative ! Comprenez que le débris, par nature inerte, ne manœuvrera pas de son côté pour faciliter l’opération et ne sera probablement pas doté de dispositif spécifique pour un rendez-vous et/ou d’un mécanisme permettant de le saisir aisément », explique la Cité de l’espace.
Principe de fonctionnement de ClearSpace. Dans cet exemple, il ne s’agit pas du reste de Vega
Un nettoyage nécessaire pour stabiliser l’environnement orbital
Le but de cette opération est de démontrer la capacité « technique et commerciale à renforcer de manière significative la durabilité à long terme des vols spatiaux », en désorbitant les restes des lanceurs qui errent comme des âmes en peine à plusieurs centaines de kilomètres d’altitude. Les débris les plus gros et/ou les plus dangereux pourraient ainsi être retirés.
Luisa Innocenti, à la tête de l’initiative Clean Space de l’ESA, indique (en se basant sur diverses études) que « la seule manière de stabiliser l’environnement orbital, c’est de retirer activement les gros débris ». L’Agence spatiale expliquait récemment que « les collisions entre les débris et les satellites en opération vont devenir la principale source de débris ».
Ainsi, même si on arrêtait les lancements de fusées, le nombre de débris continuerait ainsi d’augmenter… et on est à l’extrême opposé de cette hypothèse puisque les missions spatiales sont en constante augmentation. On est actuellement à une moyenne de « près de cent lancements annuels », avec un total de plus de 5 560 en un peu plus de 60 ans
Le début d’une « nouvelle méthodologie » pour l’ESA
Cette mission ClearSpace-1 est particulière sur un autre point, comme l'explique l’Agence spatiale européenne : « L’achat de la mission dans le cadre d’un contrat de service de bout en bout, plutôt que le développement d’un engin spatial défini par l’ESA pour une exploitation en interne, représente une nouvelle approche pour l’ESA ».
La NASA procède pour rappel depuis des années de la sorte, via des partenariats avec des sociétés privées comme SpaceX et Boeing. Elle a même récemment lancé un appel d’offres pour acheter du régolite et des morceaux lunaires à des prestataires.
