Mission : nettoyage de l'espace
Ces débris constituent une menace potentielle pour l’avenir du voyage spatial. Le syndrome de Kessler (la menace de retombées de débris orbitaux en cascade) est une crise environnementale qui est presque complètement invisible, mais peut avoir des conséquences désastreuses pour notre infrastructure et l'avenir du vol spatial, si elle n'est pas maîtrisée.
Dans ce contexte, un consortium conduit par la start-up ClearSpace a été choisi pour mener à bien une importante mission de l’Agence spatiale européenne (ESA) : capturer et désorbiter des débris spatiaux, le premier étant Vespa Upper Part, un adaptateur de satellite secondaire du lanceur européen Vega.
La HEIG-VD est membre de ce consortium.
Comment localiser les satellites ou les débris ?
Les objets en orbite terrestre basse mesurant plus de 10 cm de diamètre sont suivis depuis le sol à l'aide de technologies radar et, dans certains cas, de télescopes.
Sur la base des observations radar, les orbites d'objets spécifiques sont calculées afin de déterminer l'orbite complète de chaque objet. Les objets observés sont ensuite liés à des satellites existants ou à des événements de collision spécifiques et catalogués dans une base de données.
La position de ces objets spatiaux est connue avec une précision limitée. Ces informations permettront de s’approcher à une distance approximative de l'endroit où devrait se trouver Vespa. Ce dernier est un satellite non coopératif, ce qui signifie qu'il a été conçu sans intention de le retrouver une fois en orbite. Il ne possède pas de GPS ou de capteur à bord pour faciliter une approche ou une capture.
Comment procéder pour capturer les débris orbitaux ?
Il faut un capteur (radar) pour les localiser, puis une caméra pour estimer leurs « postures », les débris pouvant tourner de façon incontrôlée. Il convient ensuite de synchroniser le mouvement du « chasseur » et de la cible avant de la capturer.
La sélection du mécanisme de capture et des capteurs pour cette opération a nécessité des années de recherche.
Quel est le rôle de la HEIG-VD ?
En 2014, la HEIG-VD a réalisé une pré-étude ayant pour objectif de proposer une solution d’exploration, de localisation et bien évidement de guidage du « chasseur » jusqu’à sa cible. La solution étudiée et proposée se base sur une technologie radar micro-ondes.
En 2016, l’étude de faisabilité a été validée par les ingénieurs de l’ESA.
Aujourd’hui, le consortium est entré dans la première phase du projet : il s’agit de mettre en pratique tous les calculs et autres itérations, en réalisant un prototype fonctionnel du système radar tant d’un point de vue hardware que software.
Le développement de cette première phase doit néanmoins prendre en compte toute la problématique d’une future intégration du radar dans le « chasseur », en cours de développement par ClearSpace. L’encombrement des antennes, leur positionnement et la puissance nécessaire en watts pour faire fonctionner le système de traitement, parmi d’autres éléments, doivent impérativement être validés.
Contact HEIG-VD:
M. Pascal Coeudevez, responsable de groupe de recherche; Institute for Information and Communication Technologies (IICT)
pascal.coeudevez@heig-vd.ch ; +41 24 557 27 61
Légende image : Populations de débris spatiaux vues de l'extérieur de l'orbite géosynchrone (GSO). Il y a deux champs de débris primaires : l'anneau d'objets en GSO et le nuage d'objets en orbite terrestre basse (OTB).
NASA image — NASA Orbital Debris Program Office, photo gallery (domaine public)
