Le survol de la Terre le plus risqué de l’ESA

Le 27 novembre, après un an et huit mois de vol dans le Système solaire interne, Solar Orbiter survolera sa planète d’origine pour réduire l’énergie liée à sa vitesse. Le satellite d’observation sera ensuite prêt pour effectuer les prochains six survols de Vénus prévus au programme. Ces dernières assistances gravitationnelles affineront et inclineront l'orbite de Solar Orbiter, permettant à la sonde protégée de la chaleur de capturer les toutes premières images directes des pôles de notre étoile, et bien plus encore.

Lors de ce prochain survol, à son altitude la plus proche Solar Orbiter devrait passer à 460 km de la surface de la Terre soit environ 30 kilomètres au-dessus de la trajectoire de la Station spatiale internationale. Il traversera deux fois l’anneau géostationnaire à 36 000 km de la surface de la Terre et passera même sous le niveau de l’orbite terrestre basse, soit à moins de 2 000 km, deux zones encombrées de débris spatiaux.

Quel est le risque encouru ? Tout est relatif.

Avant de trop s’inquiéter, commençons par dire clairement que la probabilité que Solar Orbiter soit heurté par des déchets est vraiment très faible. Les missions d’observations terrestres passent toute leur vie dans l’orbite terrestre basse, la zone spatiale la plus encombrée de déchets, et même si elles doivent chaque année effectuer quelques manœuvres d'évitement, Solar Orbiter ne restera que quelques minutes dans cette zone avant de passer au plus près de la surface de la Terre et de continuer vers Vénus.

Mais même si les risques sont faibles, les collisions avec des déchets à une faible altitude terrestre sont réelles. En 2016, un panneau solaire du satellite Sentinel-1A de l’ESA a été heurté par une particule d’une taille estimée à moins de 5 millimètres. En dépit de sa petite taille et en raison de sa vitesse relative élevée, cela a endommagé une zone de 40 cm de diamètre, entraînant ainsi une petite baisse de la puissance embarquée et des petites modifications de l’orientation et de l’orbite du satellite. Des centaines de millions de particules de déchets de cette taille sont actuellement en orbite.

Hubble, le télescope de la NASA et de l’ESA, a passé 31 ans en orbite terrestre à une altitude d’environ 547 kilomètres. Durant cette période, il a pu constater à quel point la voûte céleste est saturée de satellites et de déchets. Il en a lui-même subi les conséquences, car ses propres panneaux solaires ont été heurtés et abîmés par des petites particules de déchets.

Bien que le risque encouru par Solar Orbiter lors de son prochain survol de la Terre demeure très faible, il n’en est pas nul pour autant. Il n’a pas été exposé à ce risque lorsqu’il s’est approché de Vénus. Le Bureau des déchets spatiaux de l’ESA n’a pas non plus eu besoin de réaliser une analyse des risques de collision lorsque BepiColombo s’est récemment approché de Mercure ou lorsque Cassini-Huygens a survolé Jupiter.

Même durant les survols de la Terre, par exemple lorsque Cassini-Huygens s’est approché de la Terre en 1999, lorsque Rosetta est revenue trois fois en 2005, 2007 et 2009 et Juno une fois en 2013, il y avait moins de satellites, moins de déchets et aucune « mégaconstellation » en orbite. Bien qu’il demeure sûr, le survol de la Terre est plus risqué que par le passé.

Prévention des collisions interplanétaires

Environ 7 à 10 jours avant le survol, le Bureau des déchets spatiaux de l’ESA commencera à faire une analyse des risques selon la trajectoire de Solar Orbiter et la position prévue des objets répertoriés comme étant en orbite autour de la Terre. Celle-ci permettra de calculer la probabilité de collision pour quelques passages rapprochés spécifiques.

Dans ces cas-là, si le taux d’incertitude est élevé au départ, il diminue au fur et à mesure de l’évolution de l’orbite des objets. Plus le moment du passage rapproché devient imminent, plus nos données d’observation s’améliorent, ce qui réduit l’incertitude quant à l'emplacement des objets concernés. Comme c’est presque toujours le cas, plus nous avons d’informations sur la position de deux objets, plus nous sommes sûrs qu’ils se croiseront sans encombre.

Mais parfois, à mesure que passe le temps et que s'annonce le moment du passage rapproché, les risques de collision augmentent. Pour chacune des  missions Sentinel en orbite terrestre, une manœuvre d'évitement de collisions est faite, environ une fois tous les cinq ou six mois, lorsque la « distance d’évitement » avec un autre objet est considérée comme étant trop risquée.

Pour Solar Orbiter, dans le cas peu probable où il faudrait effectuer une manœuvre pour éviter un impact, la décision sera prise le jeudi 25 novembre, deux jours avant le passage rapproché de la Terre. La manœuvre serait exécutée le vendredi 26 novembre, soit environ 6 heures avant ce passage rapproché.

Danger écarté ?

Dès que Solar Orbiter aura quitté l’orbite rapprochée de la Terre et passera au-dessus de l’orbite géostationnaire, il se trouvera hors de la zone à risque. L’horaire estimé est environ d’une heure après le moment où il sera à une distance minimale avec la Terre.

À mesure que la mission s’éloigne de la Terre, avec un petit peu moins d’énergie qu’à son arrivée, le satellite et les équipes chargées de sa mission n’auront plus jamais à se préoccuper des déchets spatiaux. Pour les missions encore en orbite terrestre, et pour les prochains engins en attente de lancement, la situation dans l’espace est une source croissante d’inquiétude.

Il est temps d'agir
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Après des décennies de lancements sans se soucier réellement du devenir des satellites en fin de vie, notre environnement spatial est saturé de déchets spatiaux. Au moment où Solar Orbiter se trouvera au plus près de nous, traversant momentanément les autoroutes de l’orbite terrestre, il nous rappelle un fait indiscutable : le problème des déchets spatiaux ne concerne que la Terre, nous l’avons créé et c'est à nous de nettoyer l'espace.

Découvrez comment l’ESA agit pour éviter la création de futurs déchets et pour éliminer les déchets existants.