Dans les films de science-fiction, les vaisseaux spatiaux des héros sont souvent pris au piège dans un rayon tracteur invisible. Mais ce qui n’était autrefois que de la science-fiction pourrait bientôt devenir réalité. Les scientifiques développent un véritable rayon tracteur, appelé tracteur électrostatique. Cependant, ce rayon n’aspirerait pas les vaisseaux spatiaux sans défense, mais déplacerait en toute sécurité les débris spatiaux en dehors de l’orbite terrestre.
De plus en plus de satellites en orbite
Avec l’essor de l’industrie spatiale commerciale, les enjeux sont considérables. On prévoit que le nombre de satellites en orbite terrestre augmentera de manière exponentielle. Lorsque cette myriade de satellites finira par s’épuiser, elle transformera l’espace autour de la Terre en une gigantesque décharge de débris. Ceux-ci pourraient bien sûr entrer en collision avec des véhicules spatiaux fonctionnels, tomber sur Terre, polluer l’atmosphère avec des métaux et obscurcir la vision de l’univers. De plus, si le problème des déchets spatiaux n’est pas contrôlé, il pourrait entraver le secteur florissant de l’exploration spatiale.
Le rayon tracteur électrostatique pourrait potentiellement atténuer ce problème en déplaçant en toute sécurité les débris loin de l’orbite terrestre, où ils flotteraient inoffensivement pour l’éternité. Bien que le rayon tracteur ne résolve pas complètement le problème des déchets spatiaux, le concept présente de nombreux avantages.
Un prototype pourrait coûter des millions et une version opérationnelle à grande échelle encore plus. Mais si les obstacles financiers sont surmontés, le rayon tracteur pourrait être opérationnel d’ici une décennie. « La science est pratiquement là, mais les financements ne le sont pas », a déclaré la chercheuse du projet Kaylee Champion, doctorante au département des sciences de l’ingénierie aérospatiale de l’Université du Colorado.
Comment fonctionne le rayon tracteur
Les rayons tracteurs représentés dans Star Trek aspirent les vaisseaux spatiaux grâce à la gravité artificielle ou à un champ énergétique ambigu. Cette technologie est probablement inatteignable. Mais le concept a inspiré Hanspeter Schaub, professeur de génie aérospatial, à conceptualiser une version plus réaliste.
Schaub a eu l’idée pour la première fois après la première grande collision de satellites en 2009. Dans ce cas, un satellite de communications actif, Iridium 33, est entré en collision avec un véhicule spatial militaire russe hors service, Kosmos 2251. Schaub voulait éviter que cela ne se reproduise. Il s’est rendu compte qu’il était possible d’éloigner les véhicules spatiaux en utilisant l’attraction entre objets chargés positivement et négativement.
Le tracteur électrostatique utiliserait un véhicule spatial équipé d’un canon électronique. Celui-ci tirerait des électrons chargés négativement sur un satellite mort ciblé. Les électrons donneraient au satellite une charge négative, laissant le véhicule spatial avec une charge positive. L’attraction électrostatique entre les deux les maintiendrait ensemble malgré les 20 à 30 mètres d’espace vide qui les séparent. Une fois que le véhicule spatial et la cible sont connectés, le véhicule spatial serait capable de retirer la cible de l’orbite sans la toucher. Idéalement, le satellite hors service serait entraîné vers une orbite cimetière plus éloignée de la Terre.
Avantages et limites de la technologie
Avec notre technologie actuelle, l’attraction électrostatique entre les deux véhicules serait très faible. Cela entraînerait des manœuvres très lentes pour s’approcher le plus possible du véhicule à remorquer. Il pourrait falloir plus d’un mois pour déplacer complètement un seul satellite hors de l’orbite. Si les satellites étaient déplacés un par un, un seul tracteur électrostatique ne pourrait pas suivre le rythme des satellites qui cessent de fonctionner.
« C’est très différent des rayons tracteurs des films, qui sont inévitables et entraînent rapidement leur proie. C’est la principale différence entre la science-fiction et la réalité », a déclaré le chercheur du projet Julian Hammerl. Mais le tracteur électrostatique présente un avantage indéniable par rapport à d’autres méthodes. Il fonctionne sans aucun contact direct.
« Il y a ces grands vaisseaux spatiaux, de la taille d’un autobus scolaire, qui tournent très rapidement », a déclaré Hammerl. « Si vous tirez avec un harpon, utilisez un grand filet ou essayez de vous amarrer à eux, le contact physique peut endommager le vaisseau. Vous ne faites donc que aggraver le problème ».
Prochaines étapes
Les chercheurs travaillent actuellement sur une série d’expériences dans leur laboratoire de charge et de plasma spatial pour les interactions entre les véhicules spatiaux (ECLIPS). Une fois l’équipe prête, le dernier et le plus difficile obstacle sera d’obtenir le financement pour la première mission.
La majeure partie du coût de la mission découlerait de la construction et du lancement du véhicule spatial. Les chercheurs souhaiteraient idéalement lancer deux satellites pour les premiers tests, un véhicule spatial et une cible. Cela permettrait un plus grand contrôle des tests, mais doublerait également les coûts. S’ils parvenaient d’une manière ou d’une autre à gérer les finances, un prototype de rayon tracteur pourrait être opérationnel dans environ 10 ans.
Bien que les rayons tracteurs puissent sembler être un rêve irréalisable, les experts sont optimistes quant à la technologie. « Leur technologie en est encore à ses débuts », a déclaré John Crassidis, un scientifique de l’aérospatiale. « Mais je suis assez confiant que cela fonctionnera ».
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