Stratégie de la NASA pour la durabilité spatiale
Le 28 février, vers 1 h 30 HNE, le vaisseau spatial TIMED (Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics Mission) de la NASA est passé à proximité d’un ancien satellite russe, Cosmos 2221. L’approche rapprochée était suffisamment alarmante pour que la NASA ait envoyé un e-mail aux journalistes au milieu. de la nuit, les alertant de la conjonction et un article de blog à ce sujet. Bien que les vaisseaux spatiaux devraient se manquer, une collision pourrait entraîner une production importante de débris, a averti la NASA.
Parce que TIMED ne pouvait pas manœuvrer et que Cosmos 2221 était disparu, il n’y avait rien d’autre à faire que de regarder et d’attendre. Heureusement, dans la matinée, la NASA a donné le feu vert : TIMED était toujours en contact avec les contrôleurs au sol, indiquant qu’il n’était pas entré en collision avec Cosmos 2221.
Même si les satellites se croisent fréquemment en orbite terrestre basse, cela constitue une source de préoccupation particulière pour la NASA. Cette fois, c’était très différent. C’était choquant personnellement et pour nous tous à la NASA, a déclaré l’administratrice adjointe Pam Melroy dans un discours prononcé lors du 39e Symposium spatial à Colorado Springs. Une analyse ultérieure a révélé que l’approche rapprochée faisait passer les deux vaisseaux spatiaux à moins de 10 mètres l’un de l’autre.
Elle n’a pas développé cette analyse, mais LeoLabs, une société qui exploite un réseau de radars pour suivre les objets en LEO, avait noté le jour de la conjonction qu’elle estimait que les vaisseaux spatiaux étaient passés à moins de 20 mètres l’un de l’autre, avec une probabilité de collision. jusqu’à 8 %. Selon l’entreprise, une collision aurait créé entre 2 500 et 7 500 fragments, selon que la collision était frontale ou indirecte. LeoLabs a ajouté qu’il suit actuellement près de 12 000 fragments dans LEO.
Si les deux satellites étaient entrés en collision, nous aurions assisté à une production importante de débris, a déclaré Melroy.
Position de risque
Les risques posés par les débris orbitaux et les collisions en orbite terrestre ne sont pas nouveaux : après tout, l’idée du syndrome de Kessler, une cascade incontrôlable de collisions qui rendraient les orbites inutilisables, date de plusieurs décennies. De nombreuses solutions ont été proposées au fil des années pour traiter ces débris, depuis les lasers qui trouveraient leur place dans la science-fiction jusqu’à des concepts tels que les filets et les harpons qui ressemblent plutôt à quelque chose de Moby Dick. La bonne technologie existe sûrement quelque part.
Mais Melroy, dans un discours dévoilant la première stratégie de durabilité spatiale de la NASA, a soutenu que l’accent mis sur la technologie était prématuré. C’est la partie vers laquelle tout le monde saute en premier. Nous pensons que cela arrive en troisième position, a-t-elle déclaré.
Ce qu’elle et l’agence ont proposé était une approche plus délibérative de la question de la durabilité spatiale, selon laquelle le problème doit être mieux défini et compris avant de tenter de créer des solutions. Je suis vraiment pointilleuse en matière de stratégie, a-t-elle déclaré lors d’un briefing ultérieur. Je voulais vraiment qu’ils diagnostiquent le problème d’une manière qui explique pourquoi il est si difficile de faire cela.
L’un des problèmes consiste à comprendre ce que signifie la durabilité spatiale, un terme qui est de plus en plus utilisé ces dernières années mais qui ne fait pas nécessairement l’unanimité sur ce qu’il recouvre. La NASA définit la durabilité spatiale comme la capacité de maintenir indéfiniment la conduite des activités spatiales dans le futur d’une manière sûre, pacifique et responsable pour répondre aux besoins des générations présentes tout en préservant l’environnement spatial pour les activités futures et en limitant les dommages causés à l’espace. la vie terrestre, affirme la stratégie.
Cependant, ajoute le document, il n’y a pas d’accord sur un cadre pour la durabilité spatiale, un modèle qui décrit toutes les quantités d’intérêt et leurs interdépendances et qui peut être opérationnalisé par des mesures, une modélisation et des évaluations utilisant des chiffres de mérite définis. Cela crée de la confusion, conclut l’agence, lorsqu’elle tente de définir des solutions de durabilité spatiale.
Le premier objectif de la stratégie est de développer un tel cadre. Ensuite, nous pourrons utiliser ce cadre pour comprendre l’effet de tourner non pas un seul bouton mais plusieurs boutons à la fois, a déclaré Melroy dans son discours.
Cela est directement lié au deuxième objectif de la stratégie, qui consiste à identifier les incertitudes critiques dans ce cadre. Nous visons à minimiser ces incertitudes et à nous concentrer spécifiquement sur celles qui ont les impacts les plus importants, a-t-elle déclaré. Nous souhaitons rechercher des améliorations révolutionnaires pour détecter et prévoir l’environnement spatial, explorer de nouvelles approches opérationnelles et identifier des méthodes rentables pour limiter la création de débris.
Ce n’est qu’à ce moment-là que la stratégie aborde les technologies de traitement des débris dans le troisième objectif de la stratégie. Il s’agira de tirer parti des enseignements tirés des objectifs un et deux pour créer un portefeuille d’investissement axé sur l’avancement des technologies et des capacités qui sont cruciales, a-t-elle déclaré.
La stratégie comprend trois autres objectifs qui ne s’inscrivent pas dans la même progression linéaire que les trois premiers. L’une consiste à élaborer ou à mettre à jour des politiques liées à la durabilité spatiale, telles qu’un soutien accru au développement de technologies d’élimination des débris orbitaux, tandis qu’une autre vise à améliorer la coordination et la collaboration avec d’autres parties prenantes sur cette question. Un dernier objectif est un objectif interne de la NASA qui comprend la création d’un nouveau poste de directeur de la durabilité spatiale au sein de l’agence.
Melroy et d’autres ont clairement indiqué que l’agence se concentre, pour l’instant, sur ce premier objectif, un cadre de durabilité spatiale. Le cadre est un élément fondamental pour que la stratégie réussisse, a déclaré Charity Weeden, administratrice associée de la NASA pour son bureau de technologie, de politique et de stratégie, lors du briefing. Cela va paraître compliqué parce que c’est un problème compliqué.
Elle a déclaré que l’agence étudiait ce cadre et qu’elle aurait plus de détails dans quelques mois, bien que la NASA n’ait pas fourni de calendrier précis. L’agence n’a pas non plus discuté du financement de cette stratégie et des efforts tels que le développement technologique.
« Je ne pense pas que nous soyons encore prêts à parler de l’allocation d’argent, car je pense qu’il sera extrêmement important que nous ayons une histoire très précise sur l’impact que nous espérons avoir », a déclaré Melroy, revenant sur la nécessité d’un cadre. Je dis souvent à l’agence qu’il faut ralentir pour accélérer, ce qui signifie qu’il faut d’abord déterminer ce que nous faisons et quel genre d’impact cela va avoir.
Dollars et sens
La demande de budget de la NASA pour l’exercice 2025 indique que l’agence demande 41,2 millions de dollars pour la durabilité de l’espace afin de mieux comprendre et atténuer le danger des débris orbitaux, mais n’offre pas de détails sur la façon dont cet argent serait dépensé.
Melroy a ajouté que les travaux sur la stratégie pourraient ne pas être prêts à temps pour éclairer la proposition de budget pour l’exercice 2026, qui en est déjà aux premiers stades de développement à la NASA. « Nous espérons avoir des réponses et des réflexions que nous pourrons ensuite proposer dans le 27e budget et qui soient alignées sur les choses que nous avons apprises », a-t-elle déclaré. Tout est déterminé par le calendrier budgétaire.
Elle a également déclaré que même si la NASA travaillerait avec d’autres agences gouvernementales sur la question de la durabilité de l’espace, comme l’Office of Space Commerce, qui met en place un système de coordination du trafic spatial civil appelé TraCSS, la NASA n’a aucune envie de s’impliquer en tant qu’agence de réglementation. ou acteur opérationnel.
Il y a des gens qui, je pense, aimeraient nous voir comme la Garde côtière spatiale, a-t-elle déclaré, la NASA préférant rester dans un rôle d’agence de développement scientifique et technologique. Nous ne sommes pas une agence de réglementation et nous sommes heureux qu’il en soit ainsi.
Dans son discours sur la nouvelle stratégie, elle est revenue sur la question de l’approche rapprochée TIMED du défunt satellite russe. Le vaisseau spatial TIMED nous a vraiment tous fait peur, a-t-elle déclaré. Cet incident pourrait être excusé par le fait que TIMED était un vieux vaisseau spatial, lancé en 2001, à une époque où l’on se préoccupait moins, voire pas du tout, de la durabilité de l’espace. Le défunt Cosmos 2221 était encore plus ancien, lancé au début des années 1990. Nous allons sûrement mieux aujourd’hui ?
Un autre incident survenu un peu plus d’une semaine après la conjonction TIMED suggère le contraire. Le 8 mars, une palette de batteries de la Station spatiale internationale est rentrée. Cette palette, pesant plus de deux tonnes et demie, avait été rejetée de la gare trois ans plus tôt pour effectuer une rentrée incontrôlée. Elle devait être embarquée sur un vaisseau spatial cargo japonais, mais une série de retards en cascade remontant à plusieurs années signifiait qu’il n’y avait aucun vaisseau spatial cargo disponible pour permettre à la palette d’effectuer une rentrée contrôlée.
La palette est rentrée, selon les données de suivi de l’US Space Force, au-dessus du golfe du Mexique, entre le Mexique et la Floride. Cela semblait être la fin de l’histoire, jusqu’à ce qu’un propriétaire de Naples, en Floride, déclare aux médias locaux qu’un objet est tombé du ciel ce jour-là et a traversé le toit de sa maison, causant des dégâts mineurs. Naples, dans le sud-ouest de la Floride, serait sur la trajectoire de cette palette si elle restait en orbite quelques minutes de plus que prévu.
La NASA a annoncé qu’une analyse de l’objet, une limace de métal pesant environ trois quarts de kilogramme, avait confirmé qu’il s’agissait d’Inconel provenant de l’équipement utilisé pour monter les batteries sur la palette. Le programme ISS, a déclaré la NASA dans un communiqué d’avril, effectuera une enquête détaillée sur l’analyse du largage et de la rentrée afin de déterminer la cause de la survie des débris et de mettre à jour la modélisation et l’analyse, si nécessaire.
La NASA reste déterminée à opérer de manière responsable en orbite terrestre basse et à atténuer autant de risques que possible pour protéger les personnes sur Terre lorsque du matériel spatial doit être libéré, a ajouté l’agence. Il y a clairement encore du travail à faire pour la NASA alors qu’elle affine son approche en matière de durabilité spatiale.
Cet article a été publié pour la première fois dans le numéro de mai 2024 du magazine SpaceNews.