Le problème croissant des débris spatiaux dans LEO (orbite terrestre basse) attire de plus en plus l'attention. Avec des milliers de satellites en orbite et des milliers d'autres en route, notre appétit pour les satellites semble sans limites. Mais chaque satellite a une durée de vie. Que faisons-nous avec eux lorsqu'ils ont perdu leur utilité et se transforment en débris spatiaux simples et gênants?
Au cours des cinq prochaines années seulement, nous prévoyons de lancer jusqu'à 2 600 nanosatellites et cubesats supplémentaires. Il y a déjà près de 5 000 satellites en orbite autour de la Terre, et beaucoup d'entre eux sont des débris spatiaux qui ne fonctionnent plus actuellement, obstruant les voies orbitales pour les nouveaux satellites. En fait, selon le Bureau des affaires spatiales des Nations Unies (UNOOSA), nous avons lancé un total de 382 objets dans l'espace en 2018 seulement, un nombre insoutenable.
Les solutions potentielles à ce problème ne manquent pas. Certaines solutions à consonance exotique impliquent des harpons, des filets, des aimants et même des lasers. Maintenant, la NASA a de l'argent pour la start-up de Purdue, Vestigo Aerospace, pour une étude de six mois qui examine l'utilisation des voiles de traînée pour désorbiter les déchets spatiaux, y compris les satellites, les propulseurs de fusée usés et d'autres débris, en toute sécurité.
Vestigo Aerospace a été créé par David Spencer, professeur agrégé au Purdue’s College of Engineering. «Grâce à cette étude de six mois, nous ferons progresser la technologie de la voile traînante pour la désorbitation de petits satellites et de phases de lancement de véhicules», a déclaré Spencer dans un communiqué de presse. «L'élimination sûre des objets spatiaux à la fin de la mission est nécessaire pour préserver l'utilité des orbites de grande valeur.»
Les voiles de traînée sont un peu différentes des autres méthodes. Alors que les harpons, les lasers et les filets proposés par diverses agences sont destinés à traiter les déchets spatiaux déjà accumulés, les voiles de traînée sont conçues pour être intégrées dans un satellite et déployées à la fin de leur vie utile.
«Vestigo Aerospace développe une gamme de produits de voiles de traînée pour répondre au besoin de capacité de désorbitation comme alternative aux systèmes de propulsion conventionnels», a déclaré Spencer, qui a travaillé pendant 17 ans au Jet Propulsion Laboratory avant de rejoindre la faculté Purdue. «L'équipe étudiera également l'utilisation de voiles de traînée pour la rentrée ciblée d'objets spatiaux, afin de réduire l'incertitude dans les couloirs de rentrée atmosphérique et les zones d'impact des débris.»
Les voiles seraient déployées à la fin de la vie d’un satellite. Une fois déployés, ils réduiraient la vitesse d'un objet et l'aideraient ensuite à se désorbiter en toute sécurité. Actuellement, les satellites se désorbitent plus ou moins selon leurs propres conditions, et il est difficile de calculer où ils peuvent frapper la Terre, s'ils sont trop gros pour brûler à leur retour.
L’évolutivité est une caractéristique de conception clé du système de Vestigo Aerospace. Dans un échange d'e-mails avec Space Magazine, David Spencer a déclaré: «… nous concevons le système pour être évolutif, afin qu'il puisse être utilisé pour désorbiter des satellites hôtes allant de 1 kg de CubeSats à 450 kg de petits satellites, ou 1 000 kg d'étages supérieurs de lanceurs. . "
Leur système fournit également ce qu'on appelle la «stabilité aérodynamique passive». Selon Spencer, «cela permet au système de s'ajuster naturellement à l'orientation de traînée maximale.»
Vestigo Aerospace n'est pas le premier à enquêter et à développer des voiles de traînée. Le CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) était une mission de démonstration de 2017 qui visait à désorbiter des nanosatellites avec des voiles de traînée. Il était principalement destiné à Cubesats, où il serait attaché à l'extérieur afin de ne pas interférer avec l'électronique.
CanX-7 a utilisé quatre voiles pour désorbiter sa masse de 3,5 kg (7,7 livres). En seulement une semaine après le déploiement, il a réussi à modifier considérablement son taux de décroissance orbitale. Finalement, il s'est stabilisé avec les quatre voiles à l'arrière du satellite, ce qui a encore augmenté la décroissance orbitale.
Des directives sont en place depuis 2007, stipulant que la durée de vie orbitale d'un nanosatellite ne devrait pas dépasser 25 ans. Ces directives proviennent du CID (Comité de coordination interorganisations sur les débris spatiaux). Bien qu'il puisse appartenir aux méthodes les plus exotiques de traiter les débris accumulés en orbite, les voiles de traînée offrent une méthode abordable et potentiellement facile à développer pour garantir que les futurs satellites ne survivront pas à leur utilité.
Sources:
- Communiqué de presse: Assainir le quartier cosmique
- Communiqué de presse: Après seulement une semaine, CanX-7 montre que les voiles de traînée sont efficaces pour désorbiter un satellite
- Space Magazine: un satellite britannique teste son harpon Space Junk
