Nettoyage de printemps pour l'orbite terrestre basse
Près de 2 500 tonnes de débris sont actuellement en orbite autour de notre planète, et cela fait un certain temps que le secteur spatial recherche des solutions innovantes pour remédier à cette situation. Mais la grande variété de tailles et d'orbites de ces débris nécessite l'utilisation de plusieurs technologies d'élimination, et on ne sait pas encore précisément qui financera une entreprise aussi ambitieuse. Il est néanmoins évident qu'il faut résoudre ce problème en urgence, afin d'assurer un avenir sûr à l'exploration spatiale. «La quantité de débris spatiaux en orbite autour de la Terre représente maintenant un danger», déclare Mercedes Ruiz de SENER en Espagne, coordinatrice du projet. «Au cours de la seule dernière décennie, il s'est produit au moins deux collisions entre des engins spatiaux en orbite terrestre basse et la probabilité d'autres collisions ne cesse de croître. Ces débris représentent un risque réel pour les missions spatiales actuelles et futures, ainsi que pour les biens et les personnes sur Terre.» Éliminer les débris grâce à un faisceau ionique Le projet LEOSWEEP, financé par l'UE, a cherché à faire face à cette menace en s'axant sur le développement d'une technique particulière d'élimination active des débris, appelée concept IBS (Ion Beam Shepherd). Ce concept a été sélectionné pour sa capacité à éliminer sans contact une grande partie des étages de fusées abandonnés en orbite autour de notre planète. L'équipe du projet a calculé que l'utilisation de l'IBS permettrait d'éliminer plusieurs centaines de tonnes de débris, et ce en quelques missions seulement. «Grâce à l'utilisation de faisceaux d'ions, l'IBS manipule sans contact les débris à désorbiter, de façon efficace et avec de faibles risques», explique Mme Ruiz. «L'orbite et / ou l'altitude d'un objet générique peut être modifiée par le transfert de quantité de mouvement d'un ou plusieurs faisceaux d'ions produits par des moteurs à propulsion électrique à bord d'un engin spatial situé à proximité.» L'équipe de LEOSWEEP a étudié les défis techniques de la technologie IBS et proposé plusieurs concepts. Elle les a ensuite validés par des simulations des modèles détaillés des faisceaux d'ions utilisés pour l'activation sur la cible, ainsi que de l'interaction dynamique entre la cible et le faisceau d'ions. Elle a également mené au sol des expériences en laboratoire. Ce travail difficile a débouché sur un résultat important: le développement d'un propulseur ionique dédié à faible divergence (ITT). «Depuis de nombreuses années, les propulseurs ioniques sont connus et utilisés pour la propulsion des engins spatiaux, mais le propulseur ITT conçu pour le projet LEOSWEEP est un concept nouveau», déclare Mme Ruiz. «Nous avons démontré qu'il peut être utilisé pour des tâches spécifiques de l'IBS.» Préparer le terrain à une utilisation concrète Le projet a ensuite abordé les questions réglementaires et juridiques, et proposé la marche à suivre pour réaliser une première mission d'élimination active des débris utilisant l'IBS afin d'éliminer l'étage supérieur d'une fusée ukrainienne. «La poursuite de ces travaux nécessitera l'implication de différentes agences spatiales, de la Commission européenne et de l'Ukraine, afin de déterminer si la solution proposée répond à leurs besoins», souligne Mme Ruiz. «Si tel est le cas, le problème suivant consistera à financer cette mission.» En démontrant la faisabilité technologique, économique et juridique de la technique IBS, le projet LEOSWEEP espère convaincre l'Ukraine, l'Europe et les autres nations spatiales à mener des activités d'élimination à grande échelle des débris spatiaux. «Les partenaires du projet ont également pu améliorer leurs compétences dans la mise en œuvre d'autres solutions proposées», ajoute Mme Ruiz. «Par exemple, certaines missions pourraient bénéficier de nos réalisations, comme les missions de formation et de vol en tandem, qui seront très importantes dans les années à venir, ainsi que les missions de déviation et de récupération d'astéroïdes.»
Mots‑clés
LEOSWEEP, astéroïdes, débris spatiaux, Ukraine, fusée, ion, IBS, ITT, planète, SENER
