RemoveDEBRIS, premier test d’un nettoyeur spatial

RemoveDebris partira à chasse aux débris spatiaux. © RemoveDEBRIS
Pour traquer les débris spatiaux autour de la Terre, la mission RemoveDEBRIS va tenter une première expérience de dépollution en conditions quasi réelles. Avec deux techniques testées : la pêche au harpon ou la chasse au filet.

Le 2 avril 2018, la fusée Falcon qui a décollé de cap Canaveral emportait un passager pas comme les autres. À l’intérieur de la capsule Dragon, destinée à ravitailler la station spatiale internationale (ISS), se trouvait RemoveDEBRIS, le premier satellite « benne à ordures » qui doit être testé en orbite. L’enjeu est d‘importance : selon les estimations, quelques 30 000 objets de 10 cm et plus tourneraient autour de la Terre. Autant de menaces pour les satellites encore en activité ou même l’ISS…

Financé par la Commission européenne et conçu par une équipe réunissant dix pays, RemoveDEBRIS est gros comme une machine à laver pour une masse d’environ 100 kg. Sitôt le vaisseau cargo Dragon amarré à l’ISS, il a été récupéré par les astronautes. Ceux-ci le sortiront ensuite dans l’espace par le sas du module japonais Kibo. Là, un bras robot de l'ISS le saisira sur la plateforme extérieure et l’éjectera entre fin mai et début juin 2018 (voir vidéo ci-dessous).

Tout le mois de juin, le satellite restera en phase LEOP (Launch and Early Orbit Phase), où il se positionnera sur une orbite basse et préparera ses deux instruments nettoyeurs, ainsi que les « cobayes » qu’il a apportés : des petits satellites nommés Cubesats. Selon Alexandre Pollini, responsable scientifique de la mission pour le CSEM, le partenaire suisse, l’utilisation de Cubesats, plutôt que des vrais débris, présente plusieurs avantages : « C’est plus simple pour notre expérience : on connaît la forme de nos “débris”, on maîtrise leur vitesse, ils communiquent leur position au satellite principal, données qui permettent d’avoir des mesures de référence pour les démonstrations. Et on trouve des composants Cubesat facilement dans le commerce », résume-t-il.

Chasse au harpon ou au filet ?

Deux systèmes, à savoir un filet et un harpon, seront testés entre juillet et novembre 2018, sous l’œil attentif d’une caméra embarquée qui filmera tout. Le premier Cubesat sera éjecté dans l’espace pour expérimenter le filet dès juillet. C’est l’outil le plus polyvalent. Lors de cette première manipulation, il sera propulsé et déployé, alors que le Cubesat se trouvera à seulement 7 m. S’il fonctionne, il pourrait, dans le futur, servir à capturer des déchets de toutes sortes. Le filet est doté de poids sur son pourtour qui empêcheront le Cubesat de ressortir. Prisonnier, il perdra ensuite doucement de l’altitude avant de se consumer dans l’atmosphère terrestre.

RemoveDebris lors de son assemblage final. Le filet est dans le cylindre blanc au centre. Courtesy SSTL / Max Alexander
Le satellite RemoveDebris lance son filet pour pêcher les déchets spatiaux. Ceux-ci seront détruits
en entrant dans notre atmosphère (vue d’artiste).

Le harpon, lui, chassera des déchets plus grands, dotés d’une surface suffisante pour qu’il puisse s’y ficher correctement sans produire trop d’éclats résiduels. Lors des essais, il sera lancé sur une cible déployée par un bras rattaché au satellite qui se rétractera après l’opération. Le devenir d’un véritable déchet n’est pas encore défini. Alexandre Pollini pense qu’« une fois le déchet harponné, le chasseur déclenchera un mécanisme, par exemple une voile, pour désorbiter le tout (le satellite chasseur et sa proie). » Les concepteurs du harpon envisagent une seconde option, plus coûteuse : « Ils parlent d’un élément propulseur qui se détacherait du satellite chasseur ». À l’heure actuelle, ils ne savent pas laquelle des deux méthodes sera utilisée, même si la première paraît plus réaliste pour Alexandre Pollini.

Une voile permettrait de faire chuter le satellite chasseur et sa proie vers l'atmosphère pour s'y consumer. © RemoveDebris

Enfin, un deuxième Cubesat permettra de tester un système de navigation conçu par le CSEM en collaboration avec Airbus et l’INRIA. Celui-ci est composé d’un LIDAR (Light Detection And Ranging) qui permet d’évaluer la distance entre le déchet et le satellite, ainsi que d’obtenir des images 3D, et d’une caméra permettant de visualiser la cible. Grâce à ce dispositif, RemoveDEBRIS pourra obtenir des informations sur les épaves afin de les identifier et de choisir la meilleure méthode de récupération à appliquer pour les éliminer une fois qu’il les aura rejoints.

Chacun ses déchets spatiaux

Paradoxalement, lors des essais, RemoveDEBRIS se tiendra loin des déchets qu’il devrait prendre en charge dans le futur. En réalité, tout objet qui est envoyé dans l’espace appartient toujours à son concepteur. Le traitement des débris par un tiers demanderait donc de longues procédures administratives. De plus, les pays ou les agences spatiales profitent de leurs propres débris pour tester leur système de dépollution, comme l’ESA qui prépare une mission pour se débarrasser d’Envisat, un satellite hors service de la taille d’un bus.

À la fin de sa mission, l’éboueur orbital devrait déployer une voile qui l’entraînera vers la Terre par frottement avec les hautes couches de l’atmosphère. Quand il aura perdu assez d’altitude, il se désintégrera en entrant à grande vitesse dans la partie dense de l’atmosphère et disparaîtra, évitant ainsi de devenir lui-même un déchet spatial.

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