Il y a seulement 10 ans, à peine un millier de satellites opérationnels auraient pu orbiter autour de notre planète. Le problème est qu’il y en aura des dizaines, voire des centaines de milliers dans une décennie. Les experts lancent depuis des années une alerte sécurité : l’orbite terrestre est trop encombrée. Il y a trop de satellites en orbite au-dessus de nos têtes. Mais combien de satellites pouvons-nous réellement lancer dans l’espace avant que cela ne devienne un problème ?
Les analyses de l’espace au-dessus de nos têtes
Jonathan McDowell est un astrophysicien et astronome au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Son domaine de recherche habituel concerne les phénomènes superénergétiques de l’univers, tels que les trous noirs au centre des galaxies. Ces dernières années, cependant, le chercheur s’est fait remarquer pour un travail dans un domaine totalement différent de la recherche spatiale. Dans sa lettre d’information mensuelle numérique intitulée Jonathan’s Space Report (réf.), McDowell suit le nombre croissant de lancements de satellites et le nombre croissant d’objets en orbite terrestre.
Le projet a commencé avec l’ambition de “fournir une documentation historique rigoureuse de l’ère spatiale”, mais est rapidement devenu un compte rendu de la destruction environnementale de l’espace proche de la Terre. Dans ses fréquentes apparitions dans les médias, McDowell a exprimé son point de vue à ce sujet. “Ce sera comme une autoroute inter-états, à l’heure de pointe dans une tempête de neige, avec tout le monde qui conduit trop vite”, a-t-il déclaré. Selon lui, la situation en orbite deviendra encore plus extrême lorsque les mégacoconstellations de satellites de SpaceX, OneWeb et Amazon Kuiper deviendront une réalité.
Les premiers signes que les choses sont devenues un peu trop tendues sont en effet déjà présents. Le collègue britannique de McDowell, Hugh Lewis, est une autre voix qui lance souvent des alertes répétées. Sur sa page Twitter, il décrit en détail l’augmentation des soi-disant événements de conjonction, des situations où deux objets dans l’espace se rapprochent. Dans un post (réf.) du 13 janvier, Lewis a déclaré que “le nombre total de conjonctions prévues pour 2022 était supérieur de 134 % au nombre pour 2020 et de 58 % supérieur à 2021, dépassant les 4 millions”.
Les mégacostellations de satellites
Prenons l’exemple de Starlink de SpaceX, selon les informations fournies par la société appartenant à Elon Musk présentées à la Federal Communication Commission (FCC) en décembre dernier, le système autonome de prévention des collisions a effectué 26 037 manœuvres pour éviter les collisions dangereuses. Cela signifie que chaque satellite Starlink des près de 4 000 lancés à ce jour a effectué en moyenne 12 manœuvres d’évitement pendant cette période.
Mais la taille de la constellation actuelle de SpaceX est inférieure à 10 % de ce que l’entreprise a l’intention de mettre en œuvre. Au cours des 10 prochaines années, le nombre de satellites Starlink en orbite pourrait atteindre 42 000. Si l’on ajoute les 4 000 satellites de OneWeb, les 3 200 d’Amazon et les 13 000 satellites du système chinois Guowang, la situation deviendra très rapidement très tendue.
“Le nombre de manœuvres d’évitement augmente de manière non linéaire. En 2028, la constellation Starlink pourrait avoir effectué un million de manœuvres pour éviter les collisions. Nous parlons potentiellement de centaines, voire de milliers de manœuvres par jour”, a déclaré Lewis. En bref, dans moins de cinq ans, les satellites Starlink pourraient épuiser leur carburant en raison du grand nombre de manœuvres d’évitement qu’ils devront effectuer.
Pas seulement des satellites
Cependant, les satellites opérationnels ne constituent qu’une partie du problème. Selon les estimations de l’ESA, l’espace proche de la Terre est rempli d’environ 36 500 débris spatiaux de plus de 10 centimètres, environ un million d’objets de taille de 1 à 10 cm et un étonnant 130 millions de fragments plus petits de 1 cm. La quantité de matériel le plus petit en particulier continue d’augmenter à mesure que des objets plus grands entrent en collision à des vitesses orbitales énormes, produisant des nuages de fragments.
“Le nombre de collisions mineures augmente déjà de manière significative. Nous voyons des débris d’objets qui ne devraient pas en créer en réalité. Ils ont probablement été frappés par quelque chose de petit, même s’ils continuent à fonctionner” a déclaré McDowell. Alors que les fragments les plus grands de 10 cm sont régulièrement surveillés, les trajectoires des pièces les plus petites sont pour la plupart inconnues et les collisions se produisent sans avertissement.
Cependant, les experts en débris sont plus préoccupés par les rencontres entre de gros débris tels que des satellites morts ou des étages de fusées usagés. Un tel scénario s’est produit le 27 janvier de cette année entre l’étage supérieur d’une fusée russe vieille de plusieurs décennies et un satellite russe depuis longtemps inactif. Aucun des deux objets ne pouvait manœuvrer pour éviter l’autre et à seulement 6 mètres, l’impact ne s’est pas produit. L’incident aurait généré des milliers de fragments dangereux qui resteraient en orbite pendant des siècles.
Combien de satellites sont en sécurité en orbite?
La réponse à cette question n’est pas simple. Lewis affirme que certaines altitudes orbitales sont plus vulnérables que d’autres. Par exemple, les satellites Starlink orbitent à 550 kilomètres au-dessus de nos têtes. Les objets à cette altitude ne prennent généralement pas de place dans l’espace une fois qu’ils ont cessé de fonctionner et brûlent lorsqu’ils entrent en contact avec l’atmosphère. Mais cette capacité naturelle de purification de l’orbite terrestre diminue avec l’altitude.
Au-dessus de 1 000 kilomètres, l’atmosphère ne peut pas nettoyer cet espace. La constellation OneWeb habitera cette zone d’altitude insidieuse, ainsi que la Globalstar chinoise. La plupart des opérateurs de mégacolonnes s’engagent à s’assurer que leurs satellites ont suffisamment de carburant à la fin de leur mission pour se désintégrer dans l’atmosphère terrestre. Mais la probabilité de défaillances techniques préoccupe les experts. En 2012, l’ESA n’a pas réussi à retirer un satellite d’observation terrestre de 9 tonnes de son orbite à 772 km de la Terre. L’aéronef continuera à orbiter autour de la planète pendant des siècles et est aujourd’hui l’un des débris les plus dangereux en orbite.
“Dans cinq à dix ans, nous aurons entre 20 000 et 100 000 satellites. Je suis très sceptique quant au fait que les choses puissent être gérées en toute sécurité avec un maximum de 100 000”, a déclaré McDowell. “Je pense que nous verrons des réglementations pour limiter le nombre de satellites à chaque altitude orbitale comme cela se produit pour les orbites géostationnaires”, a-t-il ajouté. Ces dernières sont attribuées par l’Union internationale des télécommunications. Dans les orbites inférieures, cependant, les licences sont délivrées par des entités nationales qui n’ont aucune obligation de coordination entre elles. Quoi qu’il arrive, il est peu probable que les entreprises maintiennent le statu quo pendant longtemps.