Le nombre de satellites lancés dans l’espace depuis 1957 n’a jamais été aussi élevé et devrait exploser dans les prochaines années. Si les mentalités changent progressivement, les risques liés à l’encombrement de l’espace autour de notre planète ne cessent de s’accroitre. Christophe Bonnal, auteur de « Pollution spatiale : l’état d’urgence » et chercheur spécialiste des débris spatiaux au CNES, revient avec Nom de Zeus de sa peur que le ciel nous tombe sur la tête.
L’évocation de la « pollution spatiale » donne l’impression que l’humain souille tout, y compris l’espace.
C’est à la fois vrai et faux. Faux parce que le terme de pollution spatiale n’est pas tout à fait exact. Une pollution c’est une atteinte à un écosystème, une dégradation d’un lieu de vie. Dans l’espace il n’y a rien de tout ça. On ne dégrade rien, ça n’est pas comparable avec ce que l’on peut faire sur terre ou dans les océans. Il est plus logique de parler d’encombrement spatial.
En revanche, sur le fait de tout souiller, c’est vrai qu’on a longtemps lancé tout et n’importe quoi sans réfléchir aux conséquences, avec ce même comportement humain et égoïste que sur Terre : après moi le déluge.
Quand la pollution spatiale est-elle devenue un problème ?
On considère bien sûr que cette « pollution » a commencé dès l’envoi du premier Spoutnik en 1957. Et les premières prises de conscience sont arrivées dès 1965 aux États-Unis. Mais ça n’a rien changé. Car il faut dire que pendant la guerre froide on ne se souciait pas du fait que ce qu’on mettait en orbite y resterait pour des siècles. Mais surtout, les satellites explosaient beaucoup plus souvent. Et volontairement. Il y a eu des années à plus de 50 explosions volontaires. Un satellite soviétique, par exemple, montrait des signes de faiblesse, donc il était hors de question de prendre le risque de le laisser tomber sur le sol américain, boum on l’explosait. En 1976, Kessler a alerté la NASA en disant « il faudrait réduire le nombre d’objets dans l’espace », « ils pourraient devenir un problème », etc. L’idée du syndrome de Kessler, l’augmentation non contrôlée et non contrôlable de débris spatiaux en engendrant d’autres, est alors apparue.
Évidemment, depuis 1957, le nombre d’objets spatiaux ne cesse de s’accroître. Combien sont-ils aujourd’hui ?
On estime qu’il y a environ 30 000 objets de 10cm ou plus ; 750 000 de 1 cm ou plus et plus de 35 millions d’objets de 1 mm ou plus. Dans tout cela, il n’y a que 1 700 satellites actifs. Tout le reste sont des débris, de trois types : des vieux étages de lanceurs, des satellites morts et des fragments. Mais, malgré ces chiffres, il faut bien garder à l’esprit que l’espace est totalement vide. Ces objets sont dispersés dans l’immensité de ce vide.
Quels sont les risques alors ?
Premièrement, ces débris perturbent l’observation du ciel. Ensuite, le principal danger, ce sont les collisions, bien sûr. Les objets qui sont dans l’espace y sont pour très longtemps et se déplacent très vite. Ce qui augmente donc les risques de collision et les dégâts. Un objet de 10 cm qui se déplace à 10 kilomètres/seconde ça vous explose n’importe quoi. Un cm, ça représente 1 mégajoule, soit l’équivalent d’une Berline de face à 130km/h. Un mm, c’est 1 Kilojoule, une boule de bowling. Donc imaginez ce que ça peut faire sur satellites actifs en alu. Cela peut être très embêtant pour la météo, les télécoms etc. Mais là, l’impact n’est qu’économique, il n’y a pas à proprement parlé de risque humain, car la station spatiale internationale, très fréquemment touchée par des débris, est blindée, très surveillée et peut effectuer des manœuvres d’évitement.
Ces débris peuvent-ils « tomber » sur Terre ?
Bien sûr, c’est le deuxième danger. Bien sûr, l’entrée dans l’atmosphère les fait normalement « fondre ». Mais certains gros objets peuvent survivre, conserver jusqu’à 20% de leur masse et donc s’écraser sur la surface du globe. En réalité il en tombe tous les jours. Des objets de plusieurs cm, il en tombe plusieurs fois par jour. Et des gros de plusieurs dizaines de kilos, c’est un tous les trois jours à peu près. La plupart du temps ces objets tombent dans l’eau donc bien sûr, le risque humain est très faible, mais il existe. Il faut garder en tête cette épée de Damoclès de 8 000 tonnes au-dessus de nos têtes.
Il ne s’agit pas d’être alarmiste, mais d’expliquer que ces débris pourraient bien être un problème. C’est pour ça que notre travail est d’émettre des recommandations, pour faire changer la norme, la réglementation sur les débris.
Quelles sont elles, ces recommandations ?
Alors, la première et la plus importante fait un peu rire, en général. Elle consiste à dire “n’explosez pas en vol”. Alors oui, ça parait un peu bête comme ça, mais une explosion, c’est l’assurance de générer des milliers de débris supplémentaires. Un exemple : En 1986, on lance une Ariane, tout se passe bien, super. Mais 9 mois plus tard, un étage explose en orbite, à cause d’une mauvaise gestion des stocks d’ergol, trop exposés au soleil. Cette seule explosion a généré 800 gros débris, 8 000 plus petits et des millions de fragments. [Cette explosion provoquera d’ailleurs, en 1996, la destruction du satellite militaire français Cerise, NDLR]. Sachant qu’on a recensé entre 300 et 400 explosions dans l’espace. Autre exemple, les satellites militaires américains NOAA16. Ils ont été fabriqués avec un défaut de batterie qui les fait exploser en vol au bout de 10 ans. Conclusion, l’année dernière il y en a encore un qui a pété et il en reste 3 ou 4 comme ça. Donc éviter d’exploser, ça n’est pas si trivial. On demande donc qu’au moment de la conception on intègre ce qu’on appelle la passivation des objets. Autrement dit, on les rend inertes après utilisation, on leur “vide les tripes” de toute substance produisant de l’énergie, etc.
Ils restent tout de même en orbite, alors ?
Justement, la deuxième recommandation, c’est de limiter la durée de vie sur les orbites utiles à 25 ans après leur fin de mission. En orbite basse (jusqu’à 2 000 km au dessus du sol), certaines orbites sont saturées. Entre 800 et 1000km de haut, 95% des objets sont des débris. Et un objet en orbite à 600km de haut a une durée de vie de 25 ans. Mais à 800, on passe à 2 ou 3 siècles. à 1 000m, il y reste pour un millénaire, etc. Heureusement, en orbite basse on a un allié de poids : l’atmosphère. Donc maintenant, on demande d’intégrer à la réserve de carburant des satellites ce qu’il faut pour le faire redescendre en fin de mission et donc de se désintégrer dans l’atmosphère.
Pour l’orbite géostationnaire (36 000 km au dessus du sol), c’est encore différent. Ce qu’on envoie là-haut y reste pour des millions d’années. Mais même si les risques sont plus faibles en raison des vitesses moins élevées, on veut quand même qu’ils respectent ces 25 ans, donc on les fait remonter dans des orbites dont on ne se sert pas.
Pourquoi ne pas limiter le nombre d’envois dans le futur ?
On ne peut pas. L’espace appartient à tout le monde et on ne peut pas en interdire l’accès à quiconque. C’est sûr qu’on peut s’inquiéter du nombre toujours plus croissant d’objets dans l’espace. Surtout quand on voit ce qui se prépare. Deux phénomènes vont drastiquement augmenter le nombre de satellites. Premièrement, les CubeSat. Ces petits satellites peuvent ne peser que quelques kilos, ne coûtent rien et n’importe qui peut en faire. Il faut compter environ 10 000 euros pour la conception et 10 000 pour l’envoi. Ces nouveaux venus, personne ne les avait vus venir, mais on les envoie par centaines. Rien que l’année dernière on en a envoyé 500 [rappelons qu’il n’y a que 1 700 satellites actifs dans l’espace] et ça ne va certainement pas diminuer. Google, par exemple, est très friand des CubeSat de Planet labs qui sont des petits télescopes tournés vers la Terre qui filment en permanence.
Le deuxième phénomène, qui est encore émergent mais qui devrait exploser dans les dix prochaines années sont les méga constellations. Une constellation est un ensemble de milliers de satellites en réseau dont on se sert par exemple pour les télécoms. Et là tout le monde veut sa méga constellation. SpaceX en prévoit une de 4 500 satellites, Boeing, 2 500 ; pour des projets comme One Web, on parle de 20 0000 satellites. Donc bien sûr on regarde ces chiffres avec attention et en état d’alerte. Mais si tout le monde respecte les recommandations, un nombre grandissant de satellites en activité n’est pas un problème. Les CubeSats, par exemple, sont envoyés à 600 km, pour respecter scrupuleusement les 25 ans d’activité. Et les boîtes comme One Web viennent nous voir pour se mettre en conformité avec cela. C’est un détail anodin, mais leurs satellites sont designés avec des poignées, pour qu’on aille les chercher quand ils seront défectueux. Ca veut dire qu’il y ont pensé.
Est-il possible de « nettoyer l’espace » ?
Bien sûr. Il y a des tas d’initiatives dans ce sens. Des filets, des harpons, des grappins, bras articulés, tout est étudié et testé. Les Japonais ont lancé Kounotori, les Suisses de l’Université de Lausanne aussi prévoient de ramener leurs satellites défectueux à travers leur programme CleanSpace One. Il y a aussi des dizaines d’expériences menées depuis l’ISS, dont la prochaine aura lieu en décembre.
Mais tout ça, combien ça coûte ? Aller chercher un bon gros débris, le ramener et s’en débarrasser, on avoisine les 20 millions. Quelle compagnie privée va être assez folle pour dépenser tout cet argent ? C’est impossible. En revanche, on peut anticiper pour les prochains satellites qui vont être envoyés. C’est ce qui se passe avec les méga-constellations. Un satellite qui tomberait en rade resterait dans la même orbite que le reste de la constellation, et donc mettrait l’intégralité du réseau en danger. Les grosses boîtes préfèrent donc prévoir dans le budget de quoi les ramener. Et là il va y avoir un business très juteux dans les années à venir dans le Space Debris Removal.
Quelles sont les nations les plus « pollueuses » ?
Plus de 90% des objets recensés dans le catalogue sont produits par le trio États-Unis, Chine et Russie (enfin, Union Soviétique), en raison bien sûr de la guerre froide. Après, comme partout il y a des voyous, mais je ne veux pas entrer dans ces considérations, car notre rôle c’est de parier sur la pression vertueuse de ceux qui respectent les règles. On espère que les règles vont devenir la norme et que plus personne ne pourra s’en passer. C’est pour cela que nous avons présenté ces normes à l’ONU en 2002 et qu’elles ont été publiées en 2007. Mais bon, même si plus grand monde ne se permet de faire n’importe quoi, les mentalités changent lentement.
Et on peut quand même avoir notre moment cocorico parce que la France, par l’intermédiaire du CNES, est devenue en 1998 la troisième nation à se doter d’une vraie loi sur la pollution spatiale. Après la NASA en 91 et le Japon en 97. Donc finalement ça ne fait que 20 ans que la législation change. Donc le défi c’est d’essayer d’améliorer les règles plus vite que la dégradation de l’espace. Nous ne sommes pas une police de l’espace, et on a conscience qu’une loi contraignante serait pour un État se tirer une balle dans le pied dans la compétition mondiale. C’est pour cela qu’on mise sur les normes et les standards ISO. Nous avons créé ce standard ISO 24 113 qui respecte les règles que nous avons dictées. Le but est d’arriver à le rendre indispensable à tout acteur de l’espace sans qu’il soit pour autant obligatoire.
Quelles sont vos plus grosses craintes pour l’avenir ?
Ma plus grosse trouille, c’est qu’un opérateur type GAFAM se dote d’une méga-constellation et que pour une raison technique, économique ou autre, s’en sépare sans ménagement. Là on se retrouverait avec des milliers de satellites morts dans la même orbite, livrés à eux-mêmes. Et les gros débris qui sont déjà en place, eux, personne ne va s’en occuper dans l’immédiat. Prenons l’exemple des Zenith 2. Ce sont des étages de fusées soviétiques, des beaux bébés de la taille d’un autobus. Et bien il y en a une soixantaine qui se croise tous les jours. Si deux de ces mastodontes se percutent, on double d’un coup le nombre de débris dans l’espace. Les collisions mutuelles en entraîneront d’autres etc. C’est ça le syndrome de Keppler. Certaines statistiques ne rassurent pas. Par exemple on recense une grosse collision tous les 5 à 7 ans. Donc le risque existe. Il ne faut pas être alarmiste, mais rester bien vigilant sur ces questions.
