On ne s’en rend pas bien compte depuis la Terre, mais il commence à y avoir pas mal d’engins et de débris spatiaux en orbite terrestre. Conséquence ? Comme sur une route encombrée, le risque de collision augmente à mesure que d’autres véhicules y pénètrent. Parmi eux, les milliers de mini satellites du projet Starlink de SpaceX, dont le nombre ne cesse de croître. Chaque semaine, ils sont impliqués dans près de 1600 rencontres (trop) rapprochées d’engins spatiaux !
Selon un article de Nature, plus de 29 000 satellites, morceaux de fusées et autres débris suffisamment gros pour être suivis depuis le sol terrestre sont actuellement en orbite autour de la planète ; les plus petits débris se comptent par millions. Dans le cadre du projet Starlink — qui vise à fournir un accès Internet à haut débit à n’importe quelle région du monde — SpaceX a lancé à elle seule quelque 1700 satellites au cours des 2 dernières années ; la société prévoit d’en ajouter encore des milliers.
De plus en plus de pays et de sociétés lancent ou prévoient de lancer des satellites. Les différents opérateurs doivent se montrer de plus en plus vigilants pour éviter les accidents. C’est Hugh Lewis, chef du groupe de recherche en astronautique de l’Université de Southampton, au Royaume-Uni, qui a récemment fait état de la situation sur son compte Twitter. Cet expert européen des débris spatiaux fait des estimations régulières de la situation orbitale, grâce aux données de la base SOCRATES (Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encounters in Space). Il s’avère que le risque de collision ne cesse d’augmenter depuis les premiers lancements des satellites Starlink en mai 2019.
À terme, Starlink sera impliqué dans 90% des conjonctions de moins de 1 km
La base SOCRATES, gérée par Celestrack, fournit diverses informations sur les orbites des satellites et modélise leurs trajectoires futures de manière à évaluer le risque de collision. Les rencontres considérées comme « rapprochées » sont celles qui impliquent deux satellites se croisant à un kilomètre de distance ou moins. Le mois dernier, près de 500 rencontres de ce type impliquaient des satellites Starlink chaque semaine ; OneWeb, société concurrente qui développe sa propre constellation, est quant à elle impliquée dans 80 rencontres rapprochées hebdomadaires :
In July’s update of the conjunctions involving #Starlink & #OneWeb as predicted by #SOCRATES (https://t.co/CjUGwoALuU) we can see the continuing (exponential) rise in the number of close passes < 1 km. Now approaching 500 per week for #Starlink (80 per week for #OneWeb) [1/n] pic.twitter.com/XhXs8B9Jbt
— Hugh Lewis (@ProfHughLewis) August 2, 2021
Ces chiffres ne tiennent compte que des rapprochements entre un satellite Starlink ou OneWeb et celui d’un autre opérateur. Si l’on ajoute les rapprochements entre deux satellites Starlink, le nombre grimpe à 1600 par semaine ! « J’ai examiné les données remontant à mai 2019 […]. Depuis lors, le nombre de rencontres enregistrées par la base de données Socrates a plus que doublé et nous sommes maintenant dans une situation où Starlink représente la moitié de toutes les rencontres », avertit Lewis.
Cela n’augure rien de bon pour l’avenir, sachant que SpaceX prévoit de maintenir 12 000 satellites au total pour Starlink. Si la société atteint son but, les calculs de Lewis suggèrent que les satellites du réseau Starlink seront impliqués dans 90% de toutes les conjonctions de moins d’un kilomètre — à ce jour, ils sont concernés par 60% d’entre elles.
Des prédictions de plus en plus complexes à établir
Ce sont principalement les opérateurs de satellites qui feront les frais d’une telle augmentation de trafic. Siemak Heser, PDG et co-fondateur de Kayhan Space — une société qui développe un système commercial autonome de gestion du trafic spatial —, estime qu’en moyenne, un opérateur gérant une cinquantaine de satellites recevra jusqu’à 300 alertes officielles de conjonction chaque semaine. Sur ces 300 alertes, une dizaine obligeront sans doute les opérateurs à effectuer des manœuvres d’évitement, des manœuvres qui nécessitent du carburant, du temps et pas mal d’efforts ; or, la prise de décision n’est pas toujours évidente lorsque l’on met en balance les coûts et les risques.
La solution de Kayhan Space repose sur les données fournies par le Réseau de surveillance spatiale des États-Unis, dont le rôle est de répertorier et de suivre l’ensemble des objets artificiels qui orbitent autour de la Terre. Il suit actuellement près de 30 000 satellites opérationnels ou hors fonction, ainsi que des débris aussi petits qu’une dizaine de centimètres. Mais à mesure que les instruments de détection s’améliorent et détectent des objets de plus en plus petits, et à mesure que le nombre de satellites augmente, le catalogue du réseau de surveillance se fait de plus en plus dense.
Les responsables du projet ont pour consigne d’informer la NASA en cas de collision probable avec l’ISS ou avec tout autre satellite, mais il se pourrait que le système en place ne soit pas suffisamment agile (au sens informatique du terme) : « Les processus actuellement en place sont très manuels, non évolutifs, et il n’y a pas assez de partage d’informations entre les parties qui pourraient être affectées en cas de collision », souligne Heser.
Les débris occasionnés par une collision entre deux objets peuvent véritablement créer un effet « boule de neige » en heurtant plusieurs autres engins sur leur passage. La collision qui a eu lieu entre le satellite de télécommunication américain Iridium 33 et le satellite militaire russe Kosmos-2251, en février 2009 — considérée comme la pire collision spatiale de l’histoire — a engendré plus de 1000 morceaux de débris de plus de 10 cm, dont beaucoup ont été impliqués dans d’autres incidents orbitaux par la suite. Le satellite météorologique chinois Yunhai 1-02, qui s’est désintégré en mars de cette année, aurait lui aussi été touché par un débris spatial.
SpaceX s’appuie sur un système autonome d’évitement des collisions pour garantir qu’aucun de ses satellites n’approche des autres engins spatiaux. Mais ironiquement, cela engendre d’autres problèmes : ces petits ajustements automatiques modifient la trajectoire orbitale prévue et rendent les prédictions de collision plus compliquées. « Cela cause des problèmes à tout le monde parce que personne ne sait où un satellite va être ni ce qu’il va faire dans les prochains jours », conclut Lewis.