SpaceX vient d’annoncer un déplacement d’ampleur de ses satellites Starlink vers une orbite plus basse pour des raisons de sécurité, l’orbite terrestre basse étant actuellement très encombrée et augmentant les risques de collision. Ce déplacement concernera près de 4 400 satellites de télécommunications qui orbitent actuellement à environ 550 kilomètres d’altitude et qui descendront à environ 480 kilomètres au cours de cette année.
Alors qu’on pensait auparavant que l’espace, notamment l’orbite terrestre basse, constituait un environnement relativement sécuritaire pour les engins spatiaux, il est actuellement si encombré que les risques de collision sont désormais au cœur des préoccupations. Cela concerne non seulement les collisions directes entre engins, mais également l’impact avec des débris provenant d’épaves ou de météorites.
Les dommages engendrés par les collisions peuvent en effet être importants, même pour de petits débris, en raison de leur vitesse orbitale très élevée (de l’ordre de 25 000 km/h pour un satellite en orbite basse). Or, le nombre de satellites placés en orbite a explosé au cours des dernières décennies, augmenting significativement les risques de collision.
Starlink accapare actuellement la majeure partie des mégaconstellations satellitaires en orbite, avec plus de 9 000 satellites situés à une altitude moyenne de 550 kilomètres. Les satellites se croisent à moins d’un kilomètre de distance, une proximité impliquant une trajectoire compliquée à maintenir.
Ils doivent ainsi constamment ajuster leur position pour éviter la collision. D’après une récente estimation, un satellite Starlink effectue en moyenne 40 manœuvres d’évitement par an, soit, en moyenne à l’échelle de la constellation, une opération toutes les 1,8 minutes pour l’ensemble du réseau. Dans ces conditions, même une panne mineure peut avoir des conséquences significatives sur l’ensemble du réseau.
Ces pannes peuvent survenir lors de tempêtes solaires, qui deviennent plus fréquentes au maximum de l’activité solaire. Elles modifient notamment la densité de l’air en chauffant la haute atmosphère, ce qui augmente la traînée exercée sur les objets en orbite. Les satellites doivent alors consommer davantage de carburant pour maintenir leur trajectoire et éviter d’être désorbités. Les tempêtes solaires peuvent aussi endommager les systèmes de communication à bord, ce qui peut entraver l’exécution des manœuvres d’urgence.
L’effet inverse se produit lors du minimum solaire, raison pour laquelle SpaceX prévoit de déplacer ses satellites vers une orbite plus basse. « À l’approche du minimum solaire, la densité atmosphérique diminue, ce qui signifie que le temps de décroissance balistique à une altitude donnée augmente. Abaisser cette altitude implique une réduction de plus de 80 % du temps de décroissance balistique au minimum solaire, soit plus de quatre ans ramenés à quelques mois », explique, dans sa récente annonce sur X, Michael Nicolls, vice-président de l’ingénierie Starlink chez SpaceX.
« Par conséquent, le nombre de débris spatiaux et de constellations de satellites prévues est considérablement plus faible en dessous de 500 km, ce qui réduit la probabilité globale de collision », a-t-il indiqué. Parmi les quelque 9 000 satellites en orbite à 550 kilomètres, environ 4 400 descendront à une altitude d’environ 480 kilomètres.
Un déplacement coordonné avec les autres opérateurs
L’activité solaire connaît d’importantes variations au cours de son cycle de 11 ans. Le maximum du cycle actuel (le cycle solaire 25) est récent et pourrait encore être en cours, tandis que la phase d’activité minimale est attendue plus tard dans la décennie. En étant déplacés à plus basse altitude, les engins spatiaux mettraient moins de temps à se désorbiter sous l’effet de la traînée atmosphérique s’ils ne peuvent effectuer la manœuvre de manière active.
Autrement dit, l’abaissement des satellites permettrait de réduire le temps de désorbitage incontrôlé, la diminution de la traînée atmosphérique liée au minimum solaire étant compensée par une altitude plus basse. Ce phénomène s’accentuera à mesure que nous avançons vers le déclin de l’activité solaire au cours des prochaines années. Et bien que la flotte Starlink soit, d’après Nicolls, très fiable, « si un satellite venait à tomber en panne en orbite, nous souhaitons qu’il se désorbite le plus rapidement possible », a-t-il écrit.
« Ces mesures renforceront la sécurité de la constellation, notamment face aux risques difficiles à maîtriser tels que les manœuvres non coordonnées et les lancements effectués par d’autres opérateurs de satellites », a-t-il ajouté. Cette affirmation semble faire référence à un incident survenu le mois dernier, au cours duquel SpaceX a déclaré qu’un satellite lancé par une fusée chinoise Kinetica-1 était passé à moins de 200 mètres d’un satellite Starlink sans coordination entre SpaceX et l’opérateur de lancement.
L’expert a par ailleurs indiqué que la migration des 4 400 satellites Starlink s’effectuera en coordination avec les autres opérateurs de satellites, les autorités de réglementation et le Commandement spatial américain.