La démocratisation des technologies spatiales ces dernières décénnies a provoqué une augmentation du trafic dans l'espace qui se traduit par une progression exponentielle du nombre d’objets en orbite. Cette situation commence à poser de sérieux problèmes de sécurité.

Qu'est-ce qu'un débris spatial ?

Jusqu’à une époque récente, divers objets ont été mis en orbite : étages supérieurs de fusées, moteurs d’appoint, adaptateurs pour lancements multiples, sangles, fragments de dispositifs pyrotechniques, goupilles, caches d’optiques… Pour les satellites entiers, une fois leur vie opérationnelle achevée, ou après une panne ayant entraîné leur perte inopinée, la plupart sont restés sur leur orbite. Le vieillissement des revêtements et des équipements, comme les générateurs solaires, a pu engendrer une fragmentation partielle, à moins qu’un résidu d’ergol dans un réservoir ou la surcharge d’une batterie n’ait entraîné une explosion et la dispersion de centaines de débris... Parfois, il arrive que ces épaves, ces déchets ou ces débris se percutent, générant à nouveau de nombreux fragments.

En effet, le principal danger réside dans les collisions entre satellites et débris spatiaux. Elles se produisent à des vitesses très élevées (entre 7 et 16 km/s soit entre 25 200 et 57 600 km/h), 10 fois la vitesse d'un coup de fusil, et la collision d’un seul objet peut générer une multitude de débris supplémentaires en impesanteur, créant un effet domino et aggravant le problème. On nomme ce processus le syndrome de Kessler, du nom du scientifique américain de la NASA ayant le premier alerté sur ce problème en 1978.

Actuellement, nous ne pouvons observer depuis le sol que les objets de plus de 10 cm. On estime à environ 34 000, le nombre d'objets supérieurs à cette taille en orbite, dont 9 000 sont des satellites actifs. Le nombre de débris spatiaux dont la taille est supérieure à 1 mm est quant à lui estimé à environ 128 millions. Le risque de collision est particulièrement élevé dans certaines zones, comme l’orbite terrestre basse, où se concentrent beaucoup de satellites.

Des mesures préventives : désorbiter les satellites

La France s’est imposée comme l’un des pionniers dans la lutte contre la prolifération des débris spatiaux. En effet, dès 2008, la loi relative aux opérations spatiales a posé les bases d’une approche proactive, imposant aux opérateurs français de respecter un certain nombre de règles pour limiter leur impact environnemental.

Ces règles sont simples : 

• Ne pas produire de débris en orbite intentionnellement (comme ce fut le cas avec la destruction volontaire d’un satellite chinois le 11 janvier 2007 et ses 3 527 débris identifiés).
• Passiver les satellites en fin de vie (c'est à dire vider les réservoirs de carburant qui pourrait générer d’autres débris en explosant lors d’une collision)
• Respecter la « règle des 25 ans » pour les satellites en orbite basse (les satellites doivent rentrer dans l’atmosphère dans les 25 ans suivant leur fin de vie opérationnelle)
• Respecter l’« orbite cimetière » pour les satellites géostationnaires (orbite qui évite les satellites opérationnels).

Cette loi relative aux opérations spatiales a été mise à jour en 2024 avec entre autres l’obligation pour les satellites français en orbite basse de rentrer dans l’atmosphère au bout de 3 fois la durée de la mission et un plafond à 25 ans. C’est une première mondiale !

Et demain : une multitude d'innovations technologiques

Avec la loi sur les opérations spatiales, très contraignante, comment permettre aux entreprises et industries spatiales françaises de rester compétitives ? En développant de nouvelles technologies qui feront la différence. C'est le rôle de notre dispositif Tech For Space Care (T4SC) pour limiter les débris spatiaux tout en soutenant l'écosystème français. 

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Comment capturer les débris spatiaux ?

Parallèlement à ces projets, des start-ups et des entreprises notamment en France travaillent sur les briques technologiques permettant de se rapprocher de ces débris, de se synchroniser avec leur trajectoire pour venir les ramasser avec des véhicules, les attraper et enfin les désorbiter. Ces engins du futur sont appelés « space tugs », remorqueurs spatiaux ou encore éboueurs de l'espace... L’opération est complexe et coûteuse.

On peut citer le projet ClearSpace de l’Agence spatiale européenne (ESA) qui a pour ambition de désorbiter un morceau d’étage de 112 kg de la fusée européenne Vega. L’entreprise japonaise Astroscale développe aussi des activités de ce type depuis 2013, avec un certain nombre de démonstrations en orbite déjà réalisées. Sa mission ADRAS-J, lancée le 18 février 2024, vise à se rapprocher d’un troisième étage de lanceurs japonais H-2A mis en orbite en 2009, et de se synchroniser avec cet étage pour valider la phase de rapprochement final. Astroscale a depuis peu monté une antenne en France pour développer une partie de ses activités aussi dans l’Hexagone. La start-up bordelaise Dark se positionne aussi sur l’interception de débris avec des solutions innovantes.