DÉBRIS SPATIAUX

Les paramètres influençant l’évolution de la pollution orbitale

L’évolution dans le temps du nombre de débris orbitaux est complexe à analyser, étant fonction de très nombreux facteurs difficiles à appréhender.

La modélisation de l’atmosphère est complexe, car la densité de cette dernière dépend fortement de l’activité solaire, qui est relativement imprévisible à long terme. Or cette densité a une influence très forte sur le freinage des objets orbitaux, donc sur leur durée de vie en orbite. Cette durée de vie est également fonction de la masse et de la forme des débris, ainsi bien sûr que de leur altitude. Quelle que soit l’altitude, l’atmosphère résiduelle suffit à freiner légèrement le satellite, entraînant à terme sa retombée sur la Terre. Cependant, la densité de l’air diminue très vite avec l’altitude : ainsi, à 300 kilomètres par exemple, elle n’est plus que d’un cent millième de pascal. Le nettoyage naturel est rapide pour des orbites très basses (périgées inférieurs à 400 km) mais devient excessivement faible au-delà de 700 kilomètres d’altitude. Un satellite Spot, par exemple, sur une orbite circulaire de près de 800 kilomètres d’altitude, peut raisonnablement espérer y rester pendant deux siècles. En revanche, la durée de vie d’un satellite en orbite géostationnaire se compte au moins en centaines de millénaires.

La probabilité de collision entre les objets et l’effet de ces chocs sont également difficiles à modéliser. Il est clair que deux collisions entre mêmes objets peuvent avoir des conséquences très différentes suivant qu’il s’agisse d’une collision de plein fouet ou sur le côté d’un objet, puis suivant qu’un de ces objets explose ou non sous l’impact. Les débris générés lors de cet événement doivent être caractérisés en termes de taille, masse, vitesse et direction d’éjection afin que l’on puisse les prendre en compte dans les calculs de risques de collisions ultérieures permettant de simuler la variation de la population orbitale à long terme.

Plusieurs modèles d’évolution dans le temps du nombre de débris orbitaux existent au sein des principales agences spatiales dans le monde et donnent lieu à des comparaisons détaillées. Il est en effet fondamental d’être capable de prédire l’évolution de la population orbitale dans les décennies à venir, et de savoir évaluer l’efficacité des mesures proposées au niveau international pour contrôler cette évolution.

La première priorité consiste donc à savoir si l’augmentation du nombre d’objets spatiaux dans le temps est problématique ou non.