Les déchets spatiaux ne disparaîtront pas de sitôt, et les problèmes qu’ils causent ne le sont pas non plus. Nous sommes sur le point de voir de plus en plus de lancements de satellites chaque année, ce qui signifie que plus de pièces de fusées et de vaisseaux spatiaux se détachent et tournent à plus de 22 000 mi / h. À ces vitesses, même un objet de quelques centimètres de long pourrait instantanément détruire un satellite et envoyer encore plus de débris dans l'espace.
Comment gérez-vous cela? Vous pouvez utiliser des lasers puissants pour mesurer la distance de ces objets, comme un radar ou un sonar. Un faisceau laser frappe les débris en orbite et rebondit vers la Terre, et les équipes au sol peuvent mesurer le temps qu'il faut pour savoir où elles se trouvent et où elles vont, vous alertant de possibles collisions avec d'autres objets. Cette technique de télémétrie laser est loin d'être une nouvelle pratique pour le suivi des satellites, «mais avec le suivi des débris spatiaux, la situation est différente», explique Carolin Frueh, experte en astrodynamique à l'Université Purdue. Les débris spatiaux ne restent pas sur une orbite stable. Il «commencera à tomber et à capter un mouvement d'attitude potentiellement rapide, il n'est donc pas bien orienté», dit-elle. Les détections laser apparaîtront plus aléatoirement qu'elles ne le feraient pour les satellites, donc des observations plus continues sont nécessaires pour vraiment prédire où les débris se dirigent.
La télémétrie laser ne vous donne qu'une fenêtre de localisation pouvant atteindre plusieurs milliers de kilomètres de distance. Pour de meilleures prévisions, les traqueurs de débris peuvent également mesurer la réflexion de la lumière du soleil sur ces objets, ce qui peut être utilisé pour réduire ces fenêtres à quelques mètres seulement. Mais ces reflets de la lumière du soleil ne peuvent être observés qu'à l'aube ou au crépuscule, lorsque les stations au sol sont encore sombres mais que les satellites eux-mêmes sont éclairés.
Une équipe de chercheurs européens pense qu’elle a enfin résolu ce problème, selon un nouvel article publié dans Nature Communications. Une équipe dirigée par Michael Steindorfer, un chercheur sur les débris spatiaux de l'Académie autrichienne des sciences, a trouvé un moyen de visualiser les débris spatiaux en plein jour sur un fond de ciel bleu. Au lieu de mesurer les reflets de la lumière du soleil à l'ancienne, la nouvelle technique de lumière du jour utilise un filtre, un télescope et un système de caméra spécialisés pour observer les étoiles dans le ciel à la lumière du jour (quand elles sont 10 fois plus difficiles à repérer). Cela vous donne un arrière-plan qui contraste avec les débris spatiaux, qui réfléchissent la lumière plus brillamment puisqu'ils sont plus proches de la Terre, vous n'avez donc plus à attendre le crépuscule ou avant l'aube pour obtenir des mesures de réflexion de la lumière du soleil. De plus, l'équipe a conçu un nouveau logiciel qui corrige automatiquement les prévisions de localisation des objets en temps réel avec plus de précision que les systèmes précédents.
L'équipe a testé ce nouveau «système de lumière du jour» pendant la journée sur quatre corps de fusée différents se déplaçant en orbite à un peu moins de 1 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, localisant leurs emplacements jusqu'à une portée d'environ un mètre. Ils ont ensuite validé le système en observant 40 autres objets. Dans l'ensemble, les chercheurs pensent que le nouveau système de lumière du jour peut rendre un système de télémétrie laser plus précis entre 6 et 22 heures par jour, selon la saison. Il devrait être tout à fait dans les moyens pour une station de suivi de mettre en place un tel système.
Travail en cours
La réalisation d'observations à la lumière du jour a cependant ses inconvénients, et Steindorfer permet que les réflexions d'autres objets puissent facilement interférer avec le suivi des débris. Le matériel et le logiciel doivent être améliorés au fil du temps pour réduire les prévisions inexactes, et Steindorfer soutient que l'ensemble du système doit être considéré comme un travail continu en cours. Frueh, qui n'a pas travaillé sur la nouvelle étude, ajoute également que le suivi de la lumière du jour est déjà possible avec le radar et que les observations optiques de la lumière du jour ont également été utilisées pour détecter le mouvement de débris particulièrement brillants.
Mais la combinaison de ces observations de télescope avec des mesures de télémétrie laser fournit «une amélioration significative de la précision actuelle des objets catalogués, en particulier sur des orbites à haute altitude, qui ne sont pas suivies par radar», explique Frueh. Elle prévient que cela ne peut pas servir de solution ultime pour scanner les débris de toutes tailles et altitudes – mais devrait constituer un autre outil utile dans la ceinture à outils de suivi des débris.
Steindorfer est naturellement plus optimiste quant à l'impact du nouveau système d'éclairage naturel. Il pense que cela pourrait aider à favoriser un réseau plus organisé de stations de suivi des débris dans le monde entier, travaillant ensemble d'une manière qui «améliore considérablement les prévisions orbitales et fournit de meilleurs avertissements en cas de collisions possibles, ou même informe les futures missions d'enlèvement de débris spatiaux». Compte tenu de la gravité du problème des déchets spatiaux, toute nouvelle solution est plus que bienvenue à ce stade.
