Pollution spatiale, des enjeux de taille

L’espace, la nouvelle poubelle de l’humanité ?

Voyages interstellaires, vols interplanétaires… Les voyages spatiaux se sont succédé dans une véritable course à la conquête spatiale opposant principalement la Russie aux Etats-Unis 👩‍🚀. Une conquête spatiale qui pourrait d’ailleurs devenir dans un avenir proche accessible au grand public, mais qui malheureusement s’accompagne d’un important encombrement de l’espace.

La pollution spatiale désigne les dégradations causées par les activités humaines au cours des explorations de l’espace. Elle comprend :

• Les débris spatiaux, généralement en orbite basse ou zone LEO (Low Earth Orbit) - entre 700 et 1 000 km d’altitude - ou en orbite géostationnaire ou GEO (Geostationary Earth Orbit) - à 36 000 km, qui sont des objets fabriqués par l’Homme pour être lancés en orbite, et qui, n’ayant pas vocation à être récupérés, se désintègrent. Pièces détachées, morceaux de lanceurs après avoir mis en orbite les satellites, fragments d’objets, restes de satellites… Ils sont notamment issus d’explosions d'engins spatiaux, de collisions ou de destructions par missile.
• La pollution des planètes et satellites, qui désignent des restes de sondes, des robots ou des dispositifs d’atterrissage abandonnés. Rien que sur la Lune se trouveraient plus de 200 tonnes de déchets 🌖 !
• La contamination bactérienne, par le biais des objets terrestres.

Mais également la pollution de la Terre 🌍, engendrée lors des lancements spatiaux, qui génère une forte quantité de CO2, dissémine des matériaux toxiques, radioactifs, ou encore par le biais de l’extraction des matériaux nécessaire à la confection des vaisseaux spatiaux.

Sans oublier la pollution lumineuse de la terre elle-même, du fait de l’encombrement de l’espace par de très nombreux satellites, qui par ailleurs perturbe les observations des astronomes. Oui, des méga-constellations de satellites se déploient dans l’espace, et un point lumineux sur quinze dans le ciel nocturne sera bientôt un satellite ! La lumière solaire est en effet réfléchie par les satellites, et devient source d’une importante luminosité, parfaitement visible à l’œil nu.

Certains, issus de la désagrégation de pièces et objets divers, mesurent quelques millimètres, quand d’autres peuvent atteindre plusieurs tonnes, à l’image du satellite Envisat qui tourne autour de la terre tout en étant hors service.

Mais à qui appartient l’espace ?

À personne ! Et c’est justement pour cela que chacun y va de sa petite mission spatiale : l’espace n’est juridiquement le territoire d’aucun gouvernement. On assiste même à une commercialisation de l’espace, et des entreprises ou particuliers (extrêmement riches, évidemment 😅), se lancent désormais à leur tour à sa conquête.

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Dans quelles proportions ?

Tous ces débris sont recensés et cartographiés en permanence 🗺️, afin de permettre d’adopter des manœuvres d’évitement, et accessoirement de ne pas les confondre avec des missiles ennemis, grâce au réseau de surveillance spatiale des États-Unis. L'agence européenne possède également un catalogue de 26 000 débris.

Ainsi, environ 20 000 gros objets de plus de 10 cm soit de la taille d’un pamplemousse sont connus et catalogués, mais on estime qu’il y en aurait environ 34 000 en tout. Par ailleurs, 5 400 pour les débris de plus d’un mètre flotteraient au-dessus de nos têtes. Pour les petits objets, le bilan est bien plus lourd : environ 900 000 débris de plus de 1cm et 130 millions de plus de 1 mm joncheraient l’espace 🪐.

L’application en ligne Wayfinder, lancée en 2022 par Steve Wozniak, le cofondateur d’Apple permet de suivre en temps quasi réel la trajectoire des débris spatiaux.

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Quel danger ?

Avec un tel capharnaüm, les risques de collision sont de plus en plus importants. Et à une vitesse de déplacement d’environ 28 000 km/h, chaque collision, engendre de multiples nouveaux fragments qui, à leur tour, vont engendrer de nouvelles collisions. C’est ce qu’on appelle le syndrome de Kessler 🤓, ou la théorie de la régénération des déchets spatiaux. En effet, un objet de 1 cm de diamètre aura, alors, la même énergie qu’une voiture lancée à 130km/h. Les astronautes sont régulièrement amenés à manœuvrer pour les éviter.

Outre le fait que cela présente un réel risque pour l’intégrité des hommes voyageant dans l’espace, et notamment depuis la station spatiale internationale, Ce sont en fait les nombreux services fournis par l’intermédiaire des satellites - observation, services météo, téléphonie, services bancaires… - qui pourraient, à terme, être mis à mal. Une simple collision en orbite peut détruire un satellite actif et réduire à néant des milliards de dollars d’équipements 😵. Ainsi, sur sa durée de vie, un engin situé entre 700 km et 1100 km d’altitude a 8 % de chances d’y être détruit par un débris, selon Christophe Bonnal, expert à la direction de la stratégie au Cnes, l’agence spatiale française.

À terme, si l’orbite terrestre devient saturée d’objets, nous ne pourrons tout simplement plus l’utiliser. Par ailleurs, les satellites hors service ne disparaissent pas, et même en les évacuant vers une orbite cimetière hors des trajectoires des autres satellites en activité, compte tenu du fait qu’ils sont principalement composés d'alliages d'aluminium, ils risquent de former des particules d'alumine en disséminant dans la haute atmosphère, une mauvaise nouvelle pour l’ozone et pour le climat !

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Comment prévenir les risques de collision ?

Des techniques d’automatisation permettant aux satellites de définir une stratégie d’évitement de manière autonome sont généralement mises en place : les satellites Starlink, par exemple, sont équipés d'un système automatique anti-collision. Starlink, vous savez ? La constellation de satellites d'Elon Musk composée de milliers de satellites de télécommunications à environ 550 kilomètres d’altitude, et qui projette de connecter au haut débit la totalité de la planète ! Grâce à cet accord, les satellites de la Nasa devraient pouvoir fonctionner sans interruption de service 🛰️.

La Nasa et SpaceX ont d’ailleurs trouvé un accord pour limiter les risques de collision entre leurs satellites respectifs, et mieux gérer les manœuvres d'évitement des satellites Starlink 🤝. Par ailleurs, les Nations unies ont émis des recommandations internationales pour limiter la prolifération des débris, mais les règles élaborées ne sont pas contraignantes.

À qui la faute ?

D’après les estimations, il semblerait que l’on doive 36% de ces déchets à la Russie, au coude à coude avec les Etats-Unis, pour 33%, suivis de près par la Chine, pour 24%. Certains évènements, notamment, ont causé d’importantes quantités de débris, comme la collision, en 2009, du satellite russe hors d’usage Kosmos-2251 et du satellite Iridium-33, fonctionnel, qui a engendré environ 600 déchets spatiaux. Ou encore la destruction par la Russie de son ancien satellite Cosmos 1408 à l'aide d'un missile en 2021, éparpillant 1 500 nouveaux débris, et contraignant les astronautes de l'ISS à se mettre à l'abri d'une collision.

Mais la palme revient sans doute aux essais chinois de missiles antisatellites, et qui ont engendré la destruction du satellite Fenguyn-1C en 2007 : 2300 gros débris ont alors été générés, de même que quelque 35 000 débris d’au moins 1 cm, et plus d’1 million de débris de taille millimétrique. Une belle démonstration de puissance ! Pourtant, parmi les quelque 36 000 objets de plus de 10 cm qui jonchent actuellement l’espace, on compte seulement 8100 satellites actifs.

Les débris risquent-ils de retomber sur Terre ?

À 1.200 km d’altitude, un objet mettra environ 2000 ans avant de retomber sur Terre. C’est pourquoi au moment où les satellites arrivent en fin de vie, ils sont en principe désorbités après 25 ans, mais il ne s’agit pas d’une règle contraignante. Donc sur le principe, les risques sont faibles.

Néanmoins, d’après Florent Deleflie, astronome à l’observatoire de Paris, il faut savoir que le nombre d’entrées non contrôlées est en fait très important : environ un objet de taille significative en fait l’objet chaque semaine. On estime qu’une partie des débris spatiaux situés en orbite basse finiront probablement par retomber sur Terre, mais en principe, les objets se consument alors dans l’atmosphère du fait de la vitesse de la chute, bien que certains métaux résistent mieux que d’autres aux très fortes températures. Un processus risquant de provoquer des entrées atmosphériques non contrôlées, à l’image de la fusée chinoise, qui s’était écrasée dans l’océan en mai 2021. Malgré tout, jusque-là, aucune collision avec un être vivant ou un bâtiment n’a jamais été observée. Non, le ciel ne risque pas de nous tomber sur la tête, par Toutatis.

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Sources : geo.fr, caminteresse.fr, greenly.earth, ideas4development.org, youmatter.world, futura-sciences.com, lindependant.fr, journal-espace.fr, lefigaro.fr