Devenus indispensables dans notre quotidien, les systèmes spatiaux sont confrontés aux risques croissants de collision avec des débris mais ils sont aussi sensibles aux phénomènes météorologie spatiaux. En Europe, l'Agence spatiale européenne (ESA) s'est dotée d'un programme ambitieux de surveillance du ciel. Avec Nicolas Bobrinsky, le responsable du programme de veille spatiale (SSA) à l'ESA fait le point sur les moyens dont dispose l'agence et les projets en cours pour améliorer cette surveillance.

Les utilisations de l'espace pour nos sociétés contemporaines sont devenues massives et permanentes. Elles sont également devenues indispensables dans la vie quotidienne des Européens et jouent un rôle essentiel dans la préservation de nombreux intérêts stratégiques. Pour garantir le bon fonctionnement de cette infrastructure spatiale, il est nécessaire de la protéger contre les dangers de l'espace.

Dans ce domaine, les capacités de surveillance du ciel, de détection de risque de collision, ou de rentrée dans l'atmosphère terrestre européenne, sont limitées. « Pour l'instant il n'est pas possible de détecter et de cataloguer des objets de moins de 40 centimètres sur une orbite à 800 kilomètres d'altitude avec les moyens disponibles, ce qui est insuffisant », explique Nicolas Bobrinsky, responsable du programme de veille spatiale (SSA, Space Situational Awareness) à l'Agence spatiale européenne. Autrement dit, l'Europe reste très dépendante des données américaines pour calculer les risques de collisions qui menacent ses satellites ou les tirs d'Ariane !

Une Europe dépendante

Bien que l'Agence spatiale européenne, certaines agences nationales et l'industrie européenne disposent de la technologie radar nécessaire, « des progrès significatifs restent à faire pour doter l'Europe d'un système performant de surveillance de l'espace, qui lui permettrait d'approcher les performances des systèmes américains ou russes ». Des développements nationaux sont en cours, mais « un développement éventuel d'un radar multinational à l'échelle européenne permettrait une approche plus économique ».

Cela dit, la Commission européenne, qui finance Galileo et Copernicus, a conscience que les débris spatiaux sont devenus une « menace grave pesant sur la sécurité, la sûreté et la viabilité des activités spatiales » et qu'il y a une certaine urgence à « disposer de systèmes performants de sécurité des activités spatiales indépendants. »

Des investissements pour accroître l'autonomie de l'Europe

Dans ce contexte et dans le cadre du programme spatial pour la période 2021-2027, la Commission européenne envisage également de continuer à investir dans des activités de veille spatiale « de manière à accroître son autonomie en matière de prévention des collisions de l'espace et des rentrées incontrôlées d'objets spatiaux dans l'atmosphère terrestre en utilisant les moyens nationaux disponibles ».

Plus concrètement, l'ESA est engagée dans plusieurs projets de développement de radars et systèmes de laser : en Roumanie, elle travaille à améliorer un radar de poursuite ; en Espagne, elle participe au développement d'un radar de haute performance S3T. Enfin, elle développe un système laser qui sera « utilisé pour suivre des débris spatiaux avec une très grande précision, de l'ordre du centimètre ». L'impulsion laser retournée au sol permettra de déterminer « l'orbite de l'objet, sa vitesse et calculer s'il présente des risques de collisions avec des satellites actifs ».

À plus long terme, l'ESA réfléchit à utiliser un laser capable de « générer une pression photonique suffisante », de façon à amener un débris à changer d'orbite et « provoquer à terme une rentrée atmosphérique ». Elle planche aussi sur l'utilisation de cubesats et de petits satellites d'une centaine de kilogrammes et « conçus pour observer l’orbite géostationnaire depuis l'orbite basse ».

Les menaces des phénomènes météorologiques

Les débris spatiaux ne sont pas les seuls risques menaçants les infrastructures spatiales. Les phénomènes météorologiques spatiaux extrêmes résultant de l'activité solaire, les comètes ou encore les astéroïdes, notamment les géocroiseurs, « sont aussi des sujets d'inquiétude ». C'est pourquoi, l'Agence Spatiale Européenne prépare de nouvelles « activités pour surveiller ces phénomènes et mettre en place une capacité européenne autonome dans ces domaines critiques ».

Dans le domaine de la météorologie spatiale, l'ESA prévoit de réaliser le satellite provisoirement baptisé L5 (Lagrange 5) en coopération avec la NOAA (l'Agence américaine d'observation océanique et atmosphérique), qui développe un satellite similaire mais positionné à Lagrange 1. L5 sera un satellite similaire à Soho, c'est-à-dire de surveillance du Soleil. Il embarquera 9 instruments dédiés à la météorologie spatiale. Son lancement est prévu en 2025.

Éviter un nouveau « Tcheliabinsk »

En ce qui concerne la détection des géocroiseurs, l'ESA est en train de finaliser le « développement du premier des deux télescopes Oeil de mouche - Fly-Eye telescope ». Le premier exemplaire sera déployé en Sicile dès fin 2020 et le second, si son financement est approuvé, sera installé au Chili. Ensemble, ces deux télescopes couvriront la totalité du ciel, à l'exception d'une zone aveugle autour du Soleil.

Dotés d'une très large ouverture (45 sqd), ils sont conçus pour effectuer la surveillance de tous les astéroïdes « de plus de 15 mètres se dirigeant vers la Terre avec une prévision d'impact d'environ trois semaines ». Aujourd'hui, moins de 1 % de cette population est cataloguée et suivie. Cette prévision d'impact à trois semaines est un délai « suffisamment long pour mettre en sécurité les populations concernées ».

Le but est d'éviter d'être surpris par un événement de type « Tcheliabinsk » quand, en février 2013, une météorite d'environ 15 mètres a explosé au-dessus de la ville de Tcheliabinsk, en Russie, provoquant d'important dégâts matériels et blessant environ un millier de personnes.

CE QU'IL FAUT RETENIR

L'ESA, l'Agence spatiale européenne, dispose d'un programme de veille spatiale qui surveille les débris spatiaux mais aussi les géocroiseurs et l'activité de la météo spatiale.

Pour surveiller les débris de petites tailles, elle dépend des capacités de surveillance des États-Unis.

La Commission européenne a pris conscience du danger que représentent ces débris. Elle finance certains programmes de l'ESA.

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