Après près de soixante-dix ans de vols spatiaux, les débris spatiaux sont devenus un problème assez grave. Cette jonque, qui flotte autour de l'orbite terrestre basse (LEO), se compose des premiers étages de fusée et des satellites non fonctionnels et constitue une menace majeure pour les missions à long terme comme la Station spatiale internationale et les futurs lancements spatiaux. Et selon les chiffres publiés par le Space Debris Office de l'European Space Operations Center (ESOC), le problème ne fait qu'empirer.
De plus, les agences spatiales et les sociétés aérospatiales privées espèrent lancer beaucoup plus de satellites et d'habitats spatiaux dans les années à venir. En tant que telle, la NASA a commencé à expérimenter une nouvelle idée révolutionnaire pour éliminer les débris spatiaux. Il est connu sous le nom de vaisseau spatial RemoveDebris, qui a récemment été déployé à partir de l'ISS pour mener une série de démonstrations de la technologie Active Debris Removal (ADR).
Ce satellite a été assemblé par Surrey Satellite Technology Ltd. et le Surrey Space Centre (à l'Université de Surrey au Royaume-Uni) et contient des expériences fournies par plusieurs sociétés aérospatiales européennes. Il mesure environ 1 mètre (3 pieds) de côté et pèse environ 100 kg (220 lb), ce qui en fait le plus grand satellite déployé à bord de l'ISS à ce jour.
Le vaisseau spatial RemoveDebris a pour objectif de démontrer l'efficacité des filets à débris et des harpons pour capturer et retirer les débris spatiaux de l'orbite. Comme l'a dit Sir Martin Sweeting, le directeur général de SSTL dans une récente déclaration:
«L'expertise de SSTL dans la conception et la construction de petites missions satellites à faible coût a été fondamentale pour le succès de RemoveDEBRIS, un démonstrateur technologique de référence pour les missions d'élimination active des débris qui ouvrira une nouvelle ère de déminage spatial sur l'orbite de la Terre.»
Outre le Surrey Space Center et SSTL, le consortium derrière le vaisseau spatial RemoveDebris comprend Airbus Defence and Space - la deuxième plus grande entreprise spatiale au monde - Airbus Safran Launchers, Innovative Solutions in Space (ISIS), CSEM, Inria et Stellenbosch University. Le vaisseau spatial, selon le site Web du Surrey Space Center, se compose des éléments suivants:
«La mission comprendra une plate-forme satellite principale (~ 100 kg) qui, une fois en orbite, déploiera deux CubeSats comme cibles de débris artificiels pour démontrer certaines des technologies (capture nette, capture au harpon, navigation basée sur la vision, désorbitation de la dragsail). Le projet est cofinancé par la Commission européenne et les partenaires du projet, et est dirigé par le Surrey Space Center (SSC), Université de Surrey, Royaume-Uni. »
Pour les besoins de la démonstration, le «vaisseau-mère» déploiera deux cubesates qui simuleront deux débris spatiaux. Pour la première expérience, l'un des CubeSats - désigné DebrisSat 1 - va gonfler son ballon à bord afin de simuler un plus gros morceau d'ordure. Le vaisseau spatial RemoveDebris déploiera ensuite son filet pour le capturer, puis le guidera dans l'atmosphère terrestre où le filet sera libéré.
Le deuxième CubeSat, nommé DebrisSat 2, sera utilisé pour tester les lasers de suivi et de télémétrie du vaisseau-mère, ses algorithmes et sa technologie de navigation basée sur la vision. La troisième expérience, qui testera la capacité du harpon à capturer les débris spatiaux en orbite, devrait avoir lieu en mars prochain. Pour des raisons juridiques, le harpon ne sera pas testé sur un véritable satellite et consistera à la place du vaisseau mère étendant un bras avec une cible à la fin.
Le harpon sera ensuite tiré sur une longe à 20 mètres par seconde (45 mph) pour tester sa précision. Après avoir été lancé à la station le 2 avril, le satellite a été déployé depuis le module de laboratoire japonais Kibo de l'ISS le 20 juin par le bras robotique canadien de la station. Comme Guillermo Aglietti, le directeur du Surrey Space Center, l'a expliqué dans une interview avec SpaceFlight Now avant le lancement du vaisseau spatial à l'ISS:
«Le filet, comme moyen de capturer les débris, est une option très flexible car même si les débris tournent ou ont une forme irrégulière, les capturer avec un filet présente un risque relativement faible par rapport à… aller avec un bras robotisé , car si les débris tournent très rapidement et que vous essayez de les capturer avec un bras robotisé, il y a clairement un problème. De plus, si vous voulez capturer les débris avec un bras robotisé ou une pince, vous avez besoin d'un endroit où vous pouvez saisir votre morceau de débris sans en casser juste une partie. »
L'expérience nette est actuellement prévue pour septembre 2018 tandis que la deuxième expérience est prévue pour octobre. Une fois ces expériences terminées, le vaisseau-mère déploiera sa dragsail pour servir de mécanisme de freinage. Cette voile extensible subira des collisions avec des molécules d'air dans l'atmosphère extérieure de la Terre, réduisant progressivement son orbite jusqu'à ce qu'elle pénètre dans les couches plus denses de l'atmosphère terrestre et brûle.
Cette voile garantira que le vaisseau spatial se désorbite dans les huit semaines suivant son déploiement, plutôt que les deux ans et demi estimés qu'il faudrait pour que cela se produise naturellement. À cet égard, le vaisseau spatial RemoveDebris démontrera qu'il est capable de s'attaquer au problème des débris spatiaux tout en n'y ajoutant rien.
En fin de compte, le vaisseau spatial RemoveDebris testera un certain nombre de technologies clés conçues pour rendre l'élimination des débris orbitaux aussi simple et rentable que possible. Si cela s'avère efficace, l'ISS pourrait recevoir plusieurs vaisseaux spatiaux RemoveDebris dans le ftureu, qui pourraient ensuite être déployés progressivement pour éliminer les plus gros débris spatiaux qui menacent la station et les satellites opérationnels.
Conor Brown est le gestionnaire externe des charges utiles de Nanoracks LLC, la société qui a développé le système Kaber à bord du module de laboratoire Kibo pour accueillir le nombre croissant de MicroSats déployés depuis l'ISS. Comme il l'a exprimé dans une récente déclaration:
«C'est merveilleux d'avoir aidé à faciliter cette mission révolutionnaire. RemoveDebris présente des technologies d'extraction de débris actifs extrêmement excitantes qui pourraient avoir un impact majeur sur la façon dont nous gérons les débris spatiaux à l'avenir. Ce programme est un excellent exemple de la croissance des capacités des petits satellites et de la manière dont la station spatiale peut servir de plate-forme pour des missions de cette envergure. Nous sommes tous ravis de voir les résultats des expériences et l'impact que ce projet pourrait avoir dans les années à venir. "
En plus du vaisseau spatial RemoveDebris, l'ISS a récemment reçu un nouvel outil pour détecter les débris spatiaux. Ceci est connu comme le Space Debris Sensor (SDS), un capteur d'impact calibré monté à l'extérieur de la station pour surveiller les impacts causés par les débris spatiaux à petite échelle. Associé à des technologies conçues pour nettoyer les débris spatiaux, une surveillance améliorée garantira que la commercialisation (et peut-être même la colonisation) de LEO pourra commencer.
