Les gens trouvent de plus en plus de débris spatiaux abattus ici sur Terre. Au fil des ans, certains débris de fusées et d’engins spatiaux tombés ont été amenés dans des centres de recherche pour un examen approfondi.
Une inspection minutieuse de ces débris spatiaux facilite la recherche sur le processus de rentrée fougueux et destructeur.
Par exemple, les scientifiques s’efforcent d’améliorer les conceptions alternatives qui pourraient conduire à une destruction plus complète des équipements spatiaux entrants lors de leur chute dans l’atmosphère terrestre – « Design to Doom » dans le langage des spécialistes.
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Pièces de puzzle
« Lorsque vous restituerez ces fragments, vous obtiendrez certainement des informations intéressantes », a déclaré Marlon Sorge, responsable technique au Bureau de l’innovation spatiale de l’Aerospace Corporation et directeur exécutif du Center for Orbital and Returning Debris Research (CORDS) de l’organisation à but non lucratif.
« Essayer de comprendre le processus de retour, c’est un peu comme essayer de rassembler les pièces d’un puzzle, mais vous n’avez pas la plupart des pièces du puzzle », a déclaré Sorge à Space.com. Les travaux en cours pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre les conditions dans lesquelles le matériel entrant subit une descente rapide dans l’atmosphère terrestre.
Sorge a noté que savoir dans certains cas à quoi ressemblait l’équipement avant le lancement est un gros plus. L’ajout d’un site d’impact de débris permet aux chercheurs de reconstituer la trajectoire des équipements tombant de l’orbite.
Le réservoir de carburant principal du deuxième étage d’un booster Delta 2 a atterri près de Georgetown, au Texas, en janvier 1997. (Crédit image : Bureau du programme des débris orbitaux de la NASA)
survie en plongée
Comment un fragment de débris spatial peut-il survivre à ce plongeon dramatique ? Quelles sont les choses qui se passent à l’intérieur d’un morceau de débris qui subit un chauffage à grande vitesse sur son chemin vers la Terre ?
« Il existe certainement des interdictions claires de destruction, telles que l’utilisation de titane », a déclaré Sorge. « Nous avons plusieurs sphères [titanium] réservoirs qui sont tombés hors de l’espace. En plus d’être un peu sales, on dirait que quelqu’un vient de les poser par terre.
Le message est donc clair : n’utilisez pas de matériaux qui survivront, a ajouté Sorge.
Apprendre des débris spatiaux récupérés est un plus, convient TS Kelso, webmaster de CelesTrak, une ressource en ligne pour aider à comprendre l’environnement orbital et comment utiliser l’espace de manière sûre et responsable.
« Bien sûr, cela vaut la peine de faire des recherches pour voir comment ce que nous pensons pouvoir atteindre le sol correspond réellement à ce qui se passe réellement », a déclaré Kelso.
La collecte de fragments d’objets rentrants pourrait aider les concepteurs de satellites à construire des fusées et des engins spatiaux « qui présentent moins de risques pour les objets proches ou sur la surface de la Terre », a déclaré Kelso.
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Un boîtier de moteur-fusée trouvé en Thaïlande après sa chute incontrôlable sur Terre. (Crédit image : Aerospace Corporation)
Information publique
Darren McKnight, responsable technique chez LeoLabs, la société qui a construit des radars dans le monde entier pour fournir des mesures uniques et des produits de données qui améliorent la sécurité spatiale en orbite terrestre basse, se joint également au diagnostic des débris entrants.
McKnight note qu’il est nécessaire de sensibiliser le public au problème croissant des déchets.
« Ce qui monte doit finir par tomber », a déclaré McKnight, « et quand il tombe, accélérant plusieurs fois pour réduire le risque de collision en orbite, il présente un risque de collision mortelle pour les aéronefs et les personnes au sol. »
L’élimination active des débris ou ADR en orbite terrestre est vitale, dit McKnight, mais ce n’est pas la bonne solution pour chaque gros morceau de débris qui existe.
« La bonne nouvelle est que les risques aériens et au sol sont » un et distincts « , mais le risque orbital continue et continue. L’ADR de rentrée contrôlée est plus coûteuse que la rentrée non contrôlée, il est donc très important de savoir quand c’est nécessaire et quand c’est nécessaire. non », a-t-il dit.
flux de chaleur
Alexander Looten, chercheur à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, étudie également la situation des débris orbitaux.
Luten note que les chercheurs doivent connaître de nombreux paramètres pour bien comprendre les conditions qui conduisent quelqu’un à trouver des débris spatiaux ici sur Terre. Ces paramètres comprennent, entre autres, la masse initiale de l’objet, la nature de son confinement, sa vitesse orbitale, l’angle de trajectoire de rentrée et la séquence de désintégration.
« D’après tous ces cas, il est clair que l’emballage en plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) était généralement encore fermement attaché, bien que la partie de la matrice ait été principalement pyrolysée », a déclaré Luten.
La pyrolyse fait référence à la décomposition des matériaux par la chaleur. Seules les couches supérieures de la fibre de carbone des débris spatiaux entrants sont sujettes au délaminage et à la division, un processus dans lequel des fragments de matériau sont éjectés d’un corps en raison d’un impact ou d’une contrainte, a déclaré Luten.
« Cela indique clairement que la majeure partie du flux de chaleur entrant lors de la rentrée destructrice est absorbée ou déviée par la matrice, et ces processus de dégradation de la couche agissent comme un bouclier thermique ablatif », a déclaré Luten.
« Ainsi, après plusieurs études du processus thermoablatif CFRP à travers des campagnes d’essais en soufflerie plasma et des tests de matériaux plus spécifiques, la communauté a identifié les caractéristiques clés et les paramètres clés des matériaux qui affectent ce processus », a-t-il ajouté. « Ces paramètres sont maintenant utilisés pour créer et affiner des modèles de défaillance composites spécifiques afin d’évaluer le risque de blessure de rentrée. »
Luten explore la possibilité de maximiser la « complétion composite » en choisissant des combinaisons spécifiques de matériaux qui devraient permettre une séparation et une destruction complètes et rapides du panneau extérieur du vaisseau spatial lors de la rentrée.
Illustration artistique de débris spatiaux en orbite autour de la Terre. (Crédit image : NASA)
appel à l’action
Pendant ce temps, une lettre ouverte internationale a exhorté les principales agences spatiales à réduire les risques de rentrée incontrôlée dans l’atmosphère de corps de fusées et d’autres objets spatiaux.
À la fin de l’année dernière, l’Institut de l’espace extra-atmosphérique (OSI) a publié un appel à « des négociations multilatérales sur un accord de rentrée contrôlée ». OSI est basé à l’Université de la Colombie-Britannique à Vancouver.
« La rentrée incontrôlée d’objets spatiaux dans l’atmosphère pose un risque important, cumulatif et en croissance rapide pour les populations du monde entier. Les corps non guidés des fusées sont particulièrement préoccupants », indique la lettre, qui a été envoyée aux chefs des agences spatiales du monde entier.
« Nous exhortons vos agences, en collaboration avec les ministères des affaires étrangères de vos États, à engager des négociations multilatérales sur un accord de rentrée contrôlée, en commençant par les corps de fusée. Reconnaissant que de telles négociations prennent du temps, nous appelons également chacun de vos États à s’engager unilatéralement en faveur d’un régime de retour contrôlé au niveau national », indique la lettre.
Bien que la lettre se concentre sur le risque d’accidents liés à la rentrée incontrôlée du corps de la fusée, elle note également le fait que la rentrée incontrôlée d’un satellite est une préoccupation « et peut éventuellement dominer le risque d’accidents si des dizaines de milliers de satellites de moyennes et grandes tailles seront lancées. «
La lettre ouverte de l’OSI propose un régime de rentrée qui commence d’abord par les corps de fusée, puis s’étend aux satellites pour atténuer tous les risques de rentrée incontrôlée.
« Espérer simplement qu’une rentrée incontrôlée ne causera aucun dommage est une stratégie insoutenable. Avec le leadership, la coopération et la bonne volonté mondiale, ces dangers évitables et donc inutiles peuvent être considérablement réduits », indique la lettre.
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Planification préalable requise
Sorge d’Aerospace Corporation pense que l’élaboration de politiques et les évaluations des risques pour la rentrée d’objets sont en cours d’élaboration.
« Nous essayons de rattraper notre retard et de trier la question » Qu’est-ce que tout cela signifie? » et « Que devons-nous faire pour ne pas aggraver la situation ? dit Sorge.
Du point de vue de Sorge, il est crucial que la communauté spatiale anticipe les débris.
« Avant, nous avions un peu de grâce parce qu’il n’y avait pas autant de trafic. Mais maintenant, nous approchons du moment où ce n’est pas toujours le cas », a déclaré Sorge. « Nous devons penser aux conséquences de l’épave à l’avance, pas avec le recul. »
Leonard David est l’auteur de Moon Rush : La nouvelle course spatiale. (s’ouvrira dans un nouvel onglet)», publié par National Geographic en mai 2019. David, contributeur de longue date de Space.com, écrit sur l’industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Suivez-nous @Spacedotcom (s’ouvrira dans un nouvel onglet)ou sur Facebook (s’ouvrira dans un nouvel onglet) et Instagram (s’ouvrira dans un nouvel onglet).
