Christophe Bonnal : « Il est impossible de prévoir où tombera la station chinoise »

La station chinoise retombe début 2018. Christophe Bonnal nous détaille comment. © Cnes/DR
La station spatiale Tiangong-1, dont la Chine a perdu le contrôle en 2016, dont plonger dans l'atmosphère dans la nuit du 1er au 2 avril. Selon Christophe Bonnal, expert senior à la direction des lanceurs du Cnes, il est impossible de savoir précisément où elle va tomber. [mise à jour du 01/4/2018].

 

Elle n’était plus visitée depuis des années, mais restait l’un des symboles de l’exploration humaine de l’espace par la Chine. Lancée le 29 septembre 2011 depuis le désert de Gobi, la première station spatiale chinoise Tiangong-1 (« Palais céleste ») avait reçu la visite de deux équipages en 2012 et 2013, dont celle de la première taïkonaute Liu Yang (vidéo de la mission Shenzou 9).

Depuis sa perte de contrôle en mars 2016, annoncée par Pékin en septembre de la même année, Tiangong-1 n’est cependant plus qu’un débris spatial un peu plus gros qu’un autre. Un engin de 10 mètres par 3 et de plus de 8 tonnes dont la chute est inévitable. À quoi donc doit-on s’attendre ? Éclaircissements de Christophe Bonnal, expert senior à la direction des lanceurs du Cnes et auteur de Pollution spatiale : l’état d’urgence (Belin, 2016).

 

Ciel & Espace : La Chine a officiellement reconnu avoir perdu le contrôle de Tiangong-1 en septembre 2016, mais le fait était soupçonné par les experts depuis plusieurs mois. Sait-on ce qu’il s’est passé ?

Christophe Bonnal : Il n’y a pas eu de communication officielle sur les raisons de cette perte de contrôle. Ce qui est certain, c’est que lorsqu’elle a été lancée en 2011, Tiangong-1 n’était pas destinée à rester plus de deux ans en orbite. Elle aurait dû être désorbitée, de façon contrôlée, après le départ de l’équipage de Shenzhou 10 en juin 2013.

Mais pour une raison que l’on ignore — sans doute les Chinois se sont-ils rendu compte qu’ils pouvaient apprendre beaucoup de choses en la conservant en orbite, notamment sur le vieillissement des électroniques dans l’espace — sa mission a été prolongée. Jusqu’en mars 2016, sa trajectoire était celle d’un engin sous contrôle — avec notamment un rehaussement de son orbite de temps à autre, pour ne pas qu’elle frotte sur la haute atmosphère. Et puis plus rien...

Il semblerait en fait qu’une panne ait empêché le rechargement de ses batteries. Une panne de ce genre, c’est très classique : on décide de prolonger la durée de vie d’un satellite parce qu’on se rend compte qu’il fonctionne encore très bien, puis on tire un peu plus sur la corde, et à un moment il tombe en panne et alors il devient impossible de contrôler sa chute ! C’est ce qui est arrivé à Envisat par exemple, et à bien d’autres engins.

C&E : Quand Tiangong-1 doit-elle retomber sur Terre ?

Christophe Bonnal : Il est extrêmement compliqué de prévoir une date précise. Tant qu’un satellite est hors de l’atmosphère, c’est simple : sa trajectoire est gouvernée par les lois de la gravitation et c’est à peu près tout. Mais en dessous de 200 km d’altitude, les choses se compliquent. Même ténue, l’atmosphère provoque des phénomènes de traînée qui perturbent la trajectoire. Pour calculer celle-ci, il faudrait déterminer le coefficient de pénétration dans l’air de la station et la surface qu’elle expose (que l’on ne connaît pas, car on ne sait pas comment la station se présente), ainsi que la densité de l’air — qui peut énormément varier en fonction de l’activité solaire, elle-même impossible à prévoir.

Généralement, on estime que l’incertitude sur la date d’une chute vaut 10 % du temps qu’il reste avant la chute. Les experts du centre d’orbitographie opérationnelle du Cnes annoncent une chute de Tiangong-1 entre le 22 février et le 29 mars 2018 [mise à jour du 01/4/2018 : selon l'agence spatiale européenne la chute devrait se produire entre le 1er avril au soir et le 2 avril au petit matin]. La veille de la chute, nous connaîtrons son horaire avec une précision de seulement 2 heures...

C&E : Où la station spatiale va-t-elle s’écraser ?

Christophe Bonnal : Impossible de le savoir ! Un satellite en orbite basse fait un tour de la Terre en 90 minutes. Une incertitude de 2 heures sur le moment de sa chute, c’est donc une incertitude de 60 000 km sur le lieu de sa chute. Cette incertitude, c’est un peu désagréable...

Vingt-quatre heures avant la rentrée atmosphérique de Tiangong-1, nous saurons avec certitude où elle ne tombera pas, mais la zone de chute possible sera encore un grand cercle tout autour de la Terre. Aujourd’hui, on peut quand même assurer que la station chinoise ne tombera pas au-delà de 42,8° de latitude nord et 42,8° de latitude sud, qui est l’inclinaison de son orbite.

C&E : En France métropolitaine, des régions comme la Corse ou des villes comme Perpignan sont donc exposées...

Christophe Bonnal : Oui, mais il faut relativiser le risque. D’abord, la surface de la Terre est vaste ! Ensuite, il faut bien réaliser que 90 % des 8,5 tonnes de Tiangong-1 vont se disloquer et brûler dans l’atmosphère sans même atteindre le sol. On ne sait pas exactement de quoi est fait Tiangong-1, mais si l’on en croit les photos officielles c’est un engin qui ressemble beaucoup aux Saliout russes. Bref, on a là des matériaux classiques comme l’aluminium, qui fond à 600°C. C’est bien en dessous des 1000°C qui vont être atteints par frottements lors de la chute. Il n’est même pas sûr que Tiangong-1 possède un bouclier contre les météorites qui, lui, pourrait résister. Bien sûr, il doit y avoir des réservoirs, ce genre de choses...

On estime que des fragments de 50 kg vont atteindre le sol, à environ 400 km/h.

Ces fragments devraient se disperser sur une ellipse de peut-être 2000 km de long, et 50 km de large. Il faut se souvenir qu’en 1991 la station russe Saliout-7 avait arrosé toute l’Amérique latine. Elle faisait plus de 30 tonnes. Et qu’en 1979, le complexe orbital américain Skylab et ses 77 tonnes s’étaient fragmentés au-dessus de l’Australie !

C&E : Il y a une station spatiale beaucoup plus importante qui tourne au-dessus de nos têtes en ce moment même, c’est l’ISS. Elle fait plus de 400 tonnes. Le jour venu, pourra-t-on faire retomber sur Terre une telle construction ?

Christophe Bonnal : C’est tout à fait faisable, oui. En 2001, les Russes ont précipité volontairement leur station Mir — 120 tonnes — vers une vaste zone inhabitée du Pacifique Sud. C’est vers cette South Pacific Ocean Uninhabited Area (SPOUA) que la plupart des agences spatiales font retomber leurs engins — lorsqu’ils contrôlent leur chute. La station spatiale internationale (ISS), si elle doit être désorbitée, le sera par morceaux. Il faudra développer un véhicule spécifique pour ça — dont la mission sera de freiner violemment la partie de l’ISS à faire tomber — mais ce ne sera pas très compliqué.

Le plus compliqué, ce sera d’annoncer au contribuable américain la destruction dans un beau feu d’artifice d’une station qui leur aura coûté 200 milliards de dollars ! Et ensuite de leur en demander autant pour en construire une autre... C’est pourquoi, personnellement, je ne pense pas que l’ISS sera détruite. Les Russes récupéreront probablement leurs segments, peut-être pour développer le tourisme spatial, et les Américains — qui sait ? — suivront peut-être le projet de Boeing et l’expédieront autour de la Lune. En tout cas, elle ne connaîtra pas le destin de la petite Tiangong-1 !

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