L'espace autour de notre planète devient de plus en plus encombré par des débris qui menacent les satellites et la Station spatiale internationale. Une nouvelle approche innovante pourrait permettre de déplacer ces objets dangereux sans même avoir à les toucher, ouvrant la voie à des opérations de nettoyage plus sûres et efficaces.
Le projet ALBATOR, financé par la Commission européenne à hauteur de 3,9 millions d'euros, explore une méthode originale utilisant un faisceau de particules chargées. Contrairement aux techniques traditionnelles qui nécessitent un contact physique avec les débris, cette approche emploie un jet d'ions pour exercer une poussée à distance.
Les concepteurs affirment que cette méthode élimine les risques liés à la capture ou à l'amarrage, tout en offrant une plus grande flexibilité d'intervention. Plusieurs universités européennes et entreprises spécialisées dans la surveillance spatiale participent à ce projet qui s'étendra sur trois ans et demi.
Représentation d'un vaisseau spatial déplaçant un débris spatial à l'aide d'un faisceau d'ions.
Crédit: ALBATOR L'enjeu est considérable puisque l'Agence spatiale européenne estime à 140 millions le nombre de fragments orbitaux, certains mesurant à peine un millimètre. Ces débris, issus de vieux satellites et de restes de lancements, circulent à des vitesses vertigineuses et représentent une menace permanente pour l'infrastructure spatiale. Les systèmes de surveillance parviennent à suivre les plus gros objets, mais l'arrivée massive de nouvelles constellations de satellites aggrave constamment la situation.
La technologie d'ALBATOR s'appuie sur un principe physique bien connu: l'émission contrôlée d'ions chargés électriquement peut générer une force suffisante pour modifier la trajectoire d'un objet. Cette technique, développée par la startup française Osmos X, pourrait être testée dans l'espace dès 2030. Les chercheurs espagnols et allemands associés au projet travaillent à optimiser le système pour qu'il puisse s'adapter à différentes tailles de débris.
Selon une étude récente parue dans le
Journal of Geophysical Research, la quantité de débris spatiaux pourrait égaler celle des poussières météoritiques d'ici 2040. Cette projection alarmante souligne l'urgence de développer des solutions de nettoyage efficaces. Le programme Pathfinder du Conseil européen de l'innovation, qui soutient ALBATOR, vise précisément à accompagner les technologies prometteuses capables de créer de nouveaux marchés tout en répondant à des problèmes environnementaux critiques.
Les partenaires industriels comme NorthStar mettent en avant la sécurité et la polyvalence de cette approche non cinétique. En évitant tout contact direct avec les débris, on réduit considérablement les risques de fragmentation supplémentaire. Cette méthode pourrait compléter les autres techniques en développement, telles que les filets de capture ou les boucliers protecteurs, pour former un arsenal complet de protection de l'environnement orbital.
Le fonctionnement des faisceaux d'ions dans l'espace
Les faisceaux d'ions utilisés dans le projet ALBATOR reposent sur le principe de l'électrodynamique des plasmas. Un plasma est un gaz ionisé contenant des particules chargées positivement et négativement. Dans le contexte spatial, ces faisceaux peuvent être générés par des propulseurs électriques qui accélèrent les ions à très haute vitesse.
Lorsque ces ions entrent en collision avec un objet, ils transfèrent leur quantité de mouvement, créant ainsi une poussée suffisante pour modifier progressivement sa trajectoire. Cette technique est particulièrement adaptée aux environnements microgravitationnels où de faibles forces peuvent produire des effets significatifs sur le long terme.
Contrairement aux méthodes mécaniques, l'utilisation de faisceaux d'ions permet d'intervenir à distance de sécurité, évitant tout risque de collision accidentelle. La précision du système permet de cibler spécifiquement les débris les plus dangereux sans affecter les satellites opérationnels voisins.
Les recherches actuelles visent à optimiser l'efficacité énergétique de ces systèmes et à développer des algorithmes de contrôle capables d'adapter la puissance du faisceau en fonction de la taille et de la composition des débris ciblés.
La surveillance des débris spatiaux
La détection et le suivi des débris spatiaux représentent un domaine technologique en constante évolution. Les systèmes de surveillance utilisent principalement des radars terrestres et des télescopes optiques pour cataloguer les objets en orbite. Ces instruments peuvent détecter des fragments de seulement quelques centimètres à des altitudes allant jusqu'à 2 000 kilomètres.
Les données collectées sont analysées par des centres spécialisés comme le Space Surveillance Network américain ou le réseau européen de l'ESA. Ces organisations maintiennent des catalogues précis contenant les paramètres orbitaux de centaines de milliers d'objets, permettant de prédire les risques de collision avec une précision croissante.
Les nouvelles technologies de surveillance incluent désormais des systèmes laser capables de mesurer avec une extrême précision la distance et la vitesse des débris. Certains projets expérimentaux explorent même l'utilisation de satellites dédiés à la surveillance depuis l'espace, offrant une couverture et une résolution améliorées.
L'intelligence artificielle joue un rôle de plus en plus important dans le traitement des données de surveillance, permettant d'identifier les trajectoires à risque et d'optimiser les manœuvres d'évitement pour les satellites opérationnels.