09/01/2015

Un Méga Radar pour Protéger les Satellites et l'ISS

On estime à 500 000 le nombre de débris divers qui sont en orbite autour de la Terre : morceaux de satellites âgés, pièces de fusées, débris de collisions de morceaux plus gros... Une grande partie de ces débris, par leur collision, est potentiellement mortelle non seulement pour les satellites, mais aussi pour les astronautes qui vont séjourner sur l’ISS, comme l’a très bien montré le film Gravity l’année dernière.


Visualisation des débris en orbite autour de la Terre,
l'anneau correspond à l'orbite géostationnaire (ESA).
Les responsables de la NASA estiment  qu’un débris de 1 centimètre de diamètre constitue déjà une menace pour la Station Spatiale Internationale (ISS). Il existe certes des systèmes de détection permettant de localiser ces débris, mais les systèmes de suivi actuels peuvent seulement détecter des objets de 10 cm au minimum, ce qui signifie que les américains (les premiers impactés et impliqués) suivent  seulement 23000 objets, soit moins de 5% des objets dangereux.
C’est pour pallier à cette lacune que l’US Air Force va déployer un tout nouveau radar exclusivement dédié à cette tâche, prioritairement pour protéger les satellites militaires et suivre encore plus précisément les satellites de tous les pays, mais également au service des satellites commerciaux ou scientifiques.

La première pierre de ce Space Fence construit par Lockheed Martin pour la bagatelle de 915 millions de dollars, doit être posée ce mois-ci  sur l'atoll de Kwajalein dans les îles Marshall, pour être opérationnel en 2019. Space Fence devrait pouvoir suivre 150 000 objets de plus que son prédécesseur devenu totalement obsolète, des objets ayant une  dimension jusqu’à 5 cm environ.
Le radar Space Fence tire son nom de la configuration du faisceau qu’il va créer. Plutôt que de concentrer son faisceau sur un objet particulier, il produira de multiples petits faisceaux en éventail pour détecter  les objets en orbite basse  jusqu'à une altitude de 3000 km. Il sera également capable de suivre des objets individuels sur des orbites plus élevées grâce à la modulation de son faisceau, avec une précision fortement accrue par rapport à celle du radar précédent. Ces améliorations seront telles qu’elles devraient fournir  un flux de données sans précédent sur ​​les débris dangereux. Ces données seront si imposantes qu’elles ne pourraient même pas être traitées par les systèmes informatiques actuels, qui devront donc être mis à niveau pour suivre l’évolution matérielle.
Destruction de l'ISS dans Gravity

Les opérateurs de satellites civils se réjouissent, et en même temps sont un peu intimidés par ces flux de données qu’ils recevront. Aujourd’hui, la plupart des avertissements de collision se sont avérés  être à faible risque ou bien carrément des fausses alertes.  L'ISS exécute des manœuvres d'évitement seulement une fois ou deux fois par an, alors qu’elle reçoit environ 12 à 15 avertissements par mois du JSpOC  (Joint Space Operations Center). Le nouveau Space Fence multipliera le nombre d’avertissements par 10…

Le programme a déjà pris plusieurs années de retard et l’US Air Force a dû revoir ses ambitions à la baisse. Le projet initial prévoyait l’installation de 3 grands radars de ce type dispersés sur plusieurs continents. Il n’y aura finalement qu’un second grand radar de suivi qui doublera le Space Fence des îles Marshall. Ce dernier devrait être construit dans l’hémisphère sud, probablement en Australie, ce qui permettra de suivre des objets sur de plus longues périodes tout au long de leur orbite. Il permettra également de détecter  un nombre important d'objets qui ne peuvent être observés que dans l'hémisphère sud. Avec ce second radar, le coût global se monterait à 2,1 milliards de dollars.

Ces investissements sont aujourd’hui pris en charge par le gouvernement américain, via son besoin militaire, mais la question commence à se poser de la responsabilité des acteurs du spatial civil, qui sont de plus en plus producteurs et potentielles victimes de débris spatiaux. Une autre question lancinante est celle du nettoyage...

Vidéo de présentation de la proposition de Lockeed Martin pour le Space Fence en 2011


Source :
Air Force turns a keen eye on space junk
Ilima Loomis
Science Vol. 347 no. 6218 p. 115 (9 January 2015)