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La politique spatiale française: bilan et perspectives

 

ANNEXE 7 - 40 ANS D'EXPLORATION MARTIENNE

Source : Air et Cosmos.

ANNEXE 8 - PARTICIPATIONS D'ASTRONAUTES FRANÇAIS À DES VOLS HABITÉS (1982 -2000)

Mission

Date

Durée

Astronaute

Premier Vol Habité (PVH)

24/06 à 02/07/82

07 j 21 h 51

J.-L. Chrétien

STS-51G

17 à 24/06/85

07 j 01 h 38

P. Baudry

Aragatz

26/11 à 21/12/88

24 j 16 h 09

J.-L. Chrétien (2ème vol)

Antarès

27/07 à 10/08/92

13 j 18 h 46

M. Tognini

Altaïr

01 à 22/07/93

20 j 16 h 09

J.-P. Haigneré

STS-66 (Atlas-3)

03 à 14/11/94

10 j 22 h 34

J.-F. Clervoy

STS-78 (LMS)

20/06 à 07/07/96

16 j 21 h 47

J.-J. Favier

Cassiopée

17/08 à 02/09/96

15 j 18 h 24

C. André-Deshays

STS-84 (6ème amarrage Mir)

15 à 24/05/97

9 j 05 h 19

J.-F. Clervoy (2ème vol)

STS-86 (7ème amarrage Mir)

26/09 à 05/10/97

10 j 19 h 20

J.-L. Chrétien (3ème vol)

Pégase

29/01 à 19/02/98

20 j 16 h 37

M. Eyharts

Perséus

20/02 à 28/08/99

188 j 20 h 16

J.-P. Haigneré (2ème vol)

STS-93

23 à 28/07/99

04 j 22 h 49

M. Tognini (2ème vol)

STS-103 (Hubble-3A)

20 à 27/12/99

07 j 23 h 11

J.-F. Clervoy (3ème vol)

TOTAL

 

360 j 4 h 54

 

Source : Air et Cosmos - 21 janvier 2000

ANNEXE 9 - LA LUTTE CONTRE LA POLLUTION DE L'ESPACE

Contre les débris spatiaux : prévention et réglementation internationale :

La plupart des débris spatiaux rentrent dans l'atmosphère et sont consumés par friction lors du freinage induit par les hautes couches de l'atmosphère.

Toutefois, le dernier recensement effectué par l'USSPACECOM (49(*)) (US Space Command) fait état de 8 600 objets d'une taille supérieure à 10 cm actuellement en orbite, soit une masse totale d'environ 3 000 tonnes ; cinq cents seulement de ces objets (soit environ 5 %) sont opérationnels ; les autres sont des satellites ne fonctionnant plus (22 %), des étages supérieurs de fusée (17 %), de gros débris liés aux opérations dans l'espace (13 %), des fragments résultant d'explosions (42 %).

Les débris spatiaux répertoriés dans le catalogue de l'USSPACECOM sont d'une taille supérieure à 10 cm. Mais on estime à 110 000 le nombre d'objets en orbite mesurant entre 1 cm et 10 cm et à 35 millions ceux dont la taille va de 1 mm à 1 cm. Il peut s'agir de boulons ou même d'écailles de peinture.

Le risque associé aux débris orbitaux est principalement l'endommagement des satellites actifs par collision, celle-ci pouvant être très violente compte tenu des vitesses orbitales élevées : une collision de front peut se faire à 15 km/s (la vitesse d'une balle de fusil est de l'ordre de 800 m/s).

Le seul exemple documenté de collision ayant endommagé gravement un satellite est celui de la collision, en 1996, du micro-satellite français Cerise avec un débris spatial, qui a occasionné la rupture de son mât de stabilisation : ce débris, de façon presque certaine, provenait de l'explosion du troisième étage de la fusée Ariane Vol 16, survenue dix ans plus tôt.

La densité des débris varie avec l'altitude. Les orbites basses, entre 850 et 1 500 km, abritent 90 % des déchets avec, en moyenne, un objet par 100 millions de kilomètres cubes. Au-dessus de 1 500 km, la densité décroît, excepté près des altitudes semi-synchrones (20 000 km) et géosynchrones (36 000 km), où elle est localement supérieure.

Les débris s'accumulent à ces altitudes car ce sont les plus fréquentées par les satellites ; le danger en est d'autant plus grand pour les engins en fonction.

Les plus grands débris spatiaux (de plus de 10 cm à basse altitude et de plus d'un mètre à l'altitude géosynchrone) sont observables grâce à des systèmes de détection tels que le Réseau de Surveillance Spatiale des Etats-Unis et le Système de Surveillance Spatiale russe, qui réalisent 150 000 observations quotidiennes en moyenne, de près de 10 000 objets spatiaux officiellement répertoriés.

Pour ces débris, il est donc théoriquement possible de prédire à l'avance une collision, ou en tout cas un passage dangereusement rapproché, avec un satellite donné. Ainsi, en juillet 1997, le CNES a procédé à une manoeuvre d'évitement sur le satellite Spot 2. Malheureusement, une telle surveillance est encore trop coûteuse pour être menée de façon systématique sur tous les satellites actifs ; elle entraîne, par ailleurs, une surconsommation de carburant non négligeable ; enfin, les incertitudes entachant la connaissance des paramètres orbitaux risquent d'induire des manoeuvres d'évitement inutiles. C'est ainsi que la Navette a procédé à de nombreuses manoeuvres d'évitement qui se sont révélées rétrospectivement inutiles.

Quant aux petits débris spatiaux non catalogués, ils sont à peu près « inévitables ».

Contre l'impact de débris de moins de 1 cm, on peut envisager un blindage, mais celui-ci est lourd et complexe, donc coûteux. C'est la solution qui a été choisie pour la Station Spatiale Internationale, par exemple.

Toutefois, pour les débris allant de 1 cm à 10 cm, aucune solution « technique » n'est envisageable. Il faut donc explorer d'autres pistes.

Les solutions préventives élémentaires :

Des idées simples visant à réduire la production de débris commencent à être appliquées par les différentes puissances spatiales :

- ne pas générer volontairement des débris par des explosions commandées (durant de longues années, l'Union soviétique préférait faire exploser les satellites sensibles au moyen d'une charge placée à l'intérieur de ceux-ci, plutôt que de risquer que ses concurrents en récupèrent des morceaux après rentrée atmosphérique) ;

- assurer la propreté des opérations de lancement : découpes pyrotechniques étanches, boulons et sangles piégés pour rester solidaires des lanceurs, etc.

- minimiser le risque d'explosion en orbite des étages supérieurs par « passivation », c'est-à-dire vidange des réservoirs en fin de mission. C'est la stratégie adoptée pour Ariane depuis 1993 : « un seul débris passif par satellite lancé » ;

L'efficacité de cette mesure de passivation a poussé la communauté internationale à prôner son application systématique à tous les lanceurs, règle assez bien suivie actuellement.

D'autres solutions ne pourront être mises en oeuvre que par une réglementation internationale qui suppose une démarche volontariste des Etats aboutissant à un traité ou à un accord international. Il s'agit en effet de préserver les bases d'une concurrence équitable.

La « surorbitation », c'est-à-dire le rehaussement d'environ 300 km de l'orbite des satellites géostationnaires en fin de fonctionnement est une pratique qui devrait être assez bien acceptée par les opérateurs puisqu'ils ont intérêt à éviter toute collision entre les satellites actifs et inactifs. Toutefois, elle diminue la durée de fonctionnement, donc la rentabilité, de ces satellites puisqu'elle consomme des ergols qui auraient pu être utilisés au maintien en position du satellite. C'est pourquoi la surorbitation ne pourra être mise en oeuvre que grâce à une contrainte légale.

Trouver un accord pour l'orbite basse est également délicat compte tenu des problèmes financiers qui se posent inévitablement. Parmi les mesures les plus évidentes, on pourrait imposer de faire rentrer et brûler dans l'atmosphère tous les étages des lanceurs et les satellites en fin de mission.

Pour les lanceurs, ce genre de contrainte obligerait à un certain nombre de modifications dans la définition même de l'étage terminal dont on sait que les coûts de développement sont élevés. Elle pourrait consister en une prolongation de quelques heures de sa durée de vie pour effectuer la poussée au bon moment (avec impact sur la capacité d'énergie électrique disponible et sur le contrôle thermique), en un dispositif de réallumage du moteur et en une augmentation de la masse d'ergols induisant une perte de performance, donc de compétitivité.

Pour les satellites, la désorbitation en fin de vie pose le même genre de contrainte. Une fonction spécifique fiabilisée aurait un impact majeur sur les chaînes fonctionnelles si on veut pouvoir la garantir. La prévision d'ergols nécessaires entraînerait un surcroît de masse important, donc un impact non négligeable sur les coûts de lancement. Sur ce dernier point, on peut prendre l'exemple d'un satellite appartenant à une constellation en orbite à 800 km d'altitude, dont la masse serait de 2 tonnes ; il faudrait alors 150 kg d'ergols supplémentaires pour le désorbiter. Pour un ensemble d'une centaine de satellites dont le prix du lancement au kg serait 100 000 F (soit 15 000 €), les sommes en jeu sont considérables et obèrent la rentabilité du système.

Cette solution maximaliste n'est donc pas envisageable.

Il convient donc que les puissances spatiales coopèrent pour trouver des solutions acceptables car une réglementation internationale ne peut aboutir que si un consensus préalable est obtenu entre tous les opérateurs commerciaux et les agences spatiales. Il n'existe à ce jour aucun traité relatif aux débris spatiaux mais si les Etats concernés parvenaient à s'entendre sur le plan politique, le chemin ne serait plus très long pour établir un cadre légal international.

La situation évolue plutôt dans le bon sens. Au sein de chaque agence spatiale, un groupe d'experts propose des règles à appliquer. Un comité international regroupant ces agences, l'Inter-Agency Debris Coordination Committee (IADC), organise les échanges d'informations et les coopérations internationales, permettant ainsi l'évaluation de mesures possibles ; ces mesures sont examinées par une sous-commission de l'Organisation des Nations-Unies, seule apte in fine à légiférer. Il s'agit du COPUOS (Committee on Pacific Use of Space).

Lors de la dernière réunion des Etats membres de l'IADC, le CNES a fait une proposition pour l'orbite basse : tout satellite, avant sa fin de vie, serait ramené sur une orbite basse telle qu'il rentrerait naturellement dans l'atmosphère dans les 25 ans suivant cette opération.

Cette solution, après validation définitive, pourrait être fermement soutenue par les responsables politiques français et européens, car seule une réglementation internationale permettra in fine de résoudre le problème des débris spatiaux sans fausser la concurrence entre les fabricants et les opérateurs de satellites des divers pays.

* (49) L'USSPACECOM détaille pour tout objet orbital suivi son orbite, et, dans la mesure où il est possible de les déterminer, sa nationalité, sa date de lancement ou son satellite d'origine, etc.