La Station spatiale internationale a dû procéder à une manœuvre pour éviter des débris provoqués par le test d'un anti-satellite russe. L'événement rappelle encore une fois que les débris spatiaux représentent un risque important pour l'ISS.

La Station spatiale internationale a dû modifier sa trajectoire, a annoncé la Nasa le 15 novembre 2021. À cause de débris spatiaux, les astronautes de l’ISS se sont retranchés dans leurs vaisseaux, afin de pouvoir évacuer en cas de gros problème. Dans un communiqué de la Nasa, les États-Unis ont mis en cause « des débris générés par le test destructeur d’un anti-satellite russe (ASAT) ».

Cet événement souligne, une fois de plus, que les débris spatiaux représentent un risque de plus en plus fréquent pour les équipages de l’ISS. La France va d’ailleurs les surveiller de près. L’an dernier, la Station spatiale internationale avait dû réaliser plusieurs manœuvres d’évitement de débris — consistant à déplacer l’orbite de la station par rapport à la trajectoire des débris. Depuis 1999, l’ISS a effectué 29 manœuvres d’évitement de débris, dont trois en 2020.

Que se passerait-il si des débris spatiaux entraient en collision avec l’ISS ?

L’expression « débris spatiaux » regroupe à la fois des débris naturels et artificiels.

Les collisions avec des débris micrométéoroïdes (une particule plus petite qu’un grain de sable, en orbite autour du Soleil) ou des débris orbitaux (fabriqués par les humains, en orbite autour de la Terre) sont l’une des principales vulnérabilités de l’ISS : ils pourraient « blesser un membre de l’équipage lors d’une sortie extravéhiculaire ou causer un préjudice à la suite de dommages ou à la pénétration dans l’un des modules de l’ISS, les fenêtres, les unités orbitales de remplacement externes ou des lignes électriques et de fluides », peut-on lire dans un rapport de la Nasa de 2007, détaillant les faiblesses de l’ISS susceptibles de compromettre l’équipage et l’habitacle.

À l’époque, les auteurs de ce rapport estimaient que «  le risque de pénétration d’un débris micrométéoroïde ou orbital dans l’ISS dans sa configuration en assemblage complet est de 55 % avec un risque de 9 % d’un résultat catastrophique sur une période de 10 ans. » Mais c’était il y a presque 15 ans : depuis, le nombre de débris a grandement augmenté.

L’ISS a effectué 29 manœuvres d’évitement de débris depuis 1999. // Source : Flickr/CC/Roscosmos (photo recadrée)

Combien y a-t-il de débris à « basse » altitude ?

La station évolue en orbite terrestre basse, à une altitude de 400 kilomètres et une vitesse de 28 800 kilomètres par heure (si bien qu’il ne lui faut que 92 minutes pour effectuer un tour complet de notre planète). Sur cette orbite, circulent également de nombreux débris spatiaux de toutes sortes (morceaux de fusées, satellites hors service, restes d’engins ayant explosé).

À la date du 9 novembre 2021, l’Agence spatiale européenne estimait qu’environ 29 600 débris d’objets étaient surveillés étroitement par le réseau de surveillance spatial (« Space Surveillance Network »). L’ESA estime également le nombre de « ruptures, d’explosions, de collisions ou d’événements anormaux entrainant une fragmentation » à plus de 630.

Selon les modèles statistiques, le nombre de débris spatiaux en orbite est estimé à :

  • 36 500 objets de plus de 10 centimètres,
  • 1 000 000 objets de plus de 1 centimètre, jusqu’à 10 centimètres,
  • Et 330 millions d’objets de plus de 1 millimètre, jusqu’à 1 centimètre.

Certes, l’atmosphère de la Terre réduit peu à peu l’énergie des satellites placés en orbite, ce qui les ramène ensuite vers notre planète et permet de les détruire. Mais cela prend du temps : il faut compter moins de 25 ans pour les satellites volant à basse altitude (en dessous de 500 kilomètres). Pour les satellites qui évoluent plus loin, à des dizaines de milliers de kilomètres, cette durée est de l’ordre de milliers d’années.

La « boîte à pizza » et les manœuvres d’évitement

Des directives ont évidemment été mises en place pour évaluer le risque représenté par le passage d’un débris à proximité de l’ISS. Une boîte imaginaire (surnommée « boîte à pizza » en raison de sa forme aplatie), qui mesure environ 4 kilomètres de profondeur, sur 50 kilomètres de largeur et de longueur, avec l’ISS en son centre, sert de délimitation : si un objet passe à proximité de cet espace, il faut anticiper la conduite à tenir.

La « boîte à pizza » dessinée autour de l’ISS. // Source : Capture d’écran Nasa, p. 145

Lorsque la rencontre peut être bien anticipée, on procède le plus souvent à une manœuvre d’évitement (qui assure que le débris passera en dehors de la fameuse boîte). Les manœuvres d’évitement prennent environ 5 heures et sont réalisées à l’aide des propulseurs russes de l’ISS, ou des systèmes de propulsion des vaisseaux qui sont amarrés à la station. Lorsque le suivi du débris n’est pas assez précis, il peut être décidé de déplacer l’équipage dans les vaisseaux russe et américain, de façon à pouvoir les évacuer si la collision endommage l’ISS.

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