Un petit pas pour Israël… un grand tas de déchets spatiaux pour l’humanité ?
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Un petit pas pour Israël… un grand tas de déchets spatiaux pour l’humanité ?

Alors que la sonde Bereshit a tenté d'alunir, des experts scientifiques avertissent du danger créé par le nombre croissant de débris dans l'espace

Illustration de débris de l’espace (Petrovich9/iStock par Getty Images)
Illustration de débris de l’espace (Petrovich9/iStock par Getty Images)

Quand la petite Libby, 6 ans, a entendu parler du projet de la sonde spatiale Bereshit, le programme israélien privé visant à envoyer un dispositif sans pilote sur la Lune, elle s’est inquiétée.

« Elle va mourir sur la Lune, maman ? » a-t-elle demandé. « Toute seule ? »

En réalité, Libby, Bereshit ne va jamais mourir. Et c’est peut-être là le problème.

L’engin lancé le 22 février aurait dû alunir sur la Mer de Sérénité lunaire le 11 avril, entre les imposants vestiges des modules lunaires Apollo 12 et 15.

L’engin à 90 millions d’euros est désormais aussi utile qu’une boîte de thon vide, et rejoindra les 180 000 kg (en poids terrestre) de débris d’objets qui sont éparpillés sur la surface de la Lune et les milliers de petites pièces qui gravitent autour de la terre.

Des experts de l’espace du monde entier sont de plus en plus inquiets de la question des « poubelles de l’espace, » qui incluent des débris abandonnés après des missions spatiales, et, encore plus inquiétant, des milliers de satellites inutilisés qui gravitent toujours autour de la terre en créant des embouteillages géants.

La sonde spatiale Bereshit photographiée avant son lancement. (Crédit : Industrie aérospatiale israélienne)

La sonde spatiale Bereshit à 370 millions de shekels est un projet privé qui a été développé par SpaceIl et les Industries aérospatiales israéliennes. Le programme a presque été entièrement financé par des donations privées de philanthropes juifs bien connus. Le projet a été lancé alors qu’Israël tente d’accéder au programme lunaire X de Google, qui vise à encourager des groupes non-gouvernementaux à faire alunir une sonde spatiale. Google a mis un terme au concours en 2018 sans avoir désigné de vainqueur. Avec Bereshit, dont le nom signifie Genèse en hébreu, Israël espère devenir le quatrième pays dans le monde à faire atterrir un vaisseau spatial sur la Lune, après les Etats-Unis, la Russie et la Chine.

La sonde était supposée mener des expériences pendant deux ou trois jours pour collecter des données sur les champs magnétiques de la Lune, avant de s’éteindre. Dès lors, les 160 kg de la sonde grande comme un réfrigérateur resteront, peut-être pour l’éternité, sur la surface de la Lune.

L’alunissage de Bereshit ne s’est pas déroulé comme prévu et la sonde s’est écrasée à la surface de la Lune.

Le Pr Pini Gurfil, professeur d’ingénierie de l’espace et directeur de l’Institut de recherche de l’espace Asher au Technion à Haïfa. (Crédit : Technion)

Mais quoi qu’il en soit, il n’était pas prévu de la faire revenir sur Terre.

« Ce sera à nos enfants de trouver un moyen de la ramener sur Terre, » avait déclaré le Dr. Ofer Doron, directeur général de la division Espace pour les Industries aérospatiales d’Israël, lors d’une conférence de presse de pré-lancement en février dernier.

Pourtant, beaucoup pensent que laisser à Libby et ses amis la charge de nettoyer le ‘balagan’ sur la Lune n’est pas une bonne solution.

« Si l’on observe l’environnement pas seulement du point de vue de la Terre, mais de tout le système solaire, nous avons des raisons de nous inquiéter, » a déploré Pini Gurfil, professeur d’ingénierie de l’espace et directeur de l’Institut de recherche de l’espace Asher au Technion à Haïfa. « On ignore les conséquences qu’aura un petit débris laissé sur la Lune sur la science dans le futur. »

Décharges sur la Lune

La NASA dispose d’une liste de 22 pages de tous les débris recensés à la surface de la Lune jusqu’en 2012, à savoir des objets auxquels on peut s’attendre comme des piles, des perceuses, des réservoirs de combustible, des générateurs et des équipements de caméras, mais aussi des éléments plus surprenants comme des balles de golf, un javelot, des lingettes mouillées, plusieurs sachets servant à collecter l’urine et les excréments, des emballages de nourriture, des serviettes, des casques, un système d’assemblage de hamac, un râteau, 100 billets de banque de deux dollars, des coupe-ongles et du savon. Et il ne s’agit que des détritus laissés par les Américains, principalement entre 1969 et 1972.

L’Inde, le Japon, la Chine et l’Agence spatiale européenne (ASE) ont tous vu leurs engins à orbite lunaire s’écraser sur la Lune, et les Russes sont responsables de détritus après 22 missions lunaires. Un vaisseau sans pilote chinois s’est posé dans une région lunaire lointaine en 2013, où il se trouve encore aujourd’hui.

La NASA ne considère pas ces objets comme des ordures, mais plutôt comme de l’archéologie, a déclaré un responsable scientifique de la NASA au site internet LiveScience. En outre, certaines des expériences laissées à la surface de la Lune, y compris un réflecteur laser de distance, sont encore utilisées. En effet, des scientifiques peuvent lancer un faisceau laser sur un réflecteur pour mesurer la distance exacte de la Lune. Cela les a aidés à se rendre compte qu’elle s’éloignait de la Terre de 3,8 centimètres par an.

« Tout ce qui est laissé sur la Lune devrait y rester très, très longtemps, » a déclaré Gerhard Kminek, officier de protection planétaire pour l’Agence spatiale européenne.

Des employés dans la Salle de contrôle de l’Agence spatiale européenne à Darmstadt, en Allemagne de l’ouest, le 19 octobre 2016. (AFP PHOTO / dpa / Uwe Anspach / Allemagne)

« Les objets ne se décomposent pas vraiment sur la Lune parce qu’il n’y a pas de réelle atmosphère [juste une très, très fine appelée exosphère), » a écrit Gerhard Kminek dans un courriel. Alors la radiation pourrait bien entraîner une décomposition partielle des matériaux plastiques, et des micrométéorites pourraient laisser quelques traces sur la sonde, mais Bereshit devrait rester plus ou moins intact, peut-être pour toujours.

Gerhard Kminek a déclaré qu’il n’y avait actuellement pas de lois de l’espace concernant la pollution de la Lune. Puisque les débris restent intacts, le problème de la « contamination » est une question d’interprétation.

L’enseignant Pini Gurfil considère que chaque débris laissé par l’homme sur la Lune est inquiétant. « Bereshit essaie de mesurer le champ magnétique de la Lune, mais si vous avez un objet en métal sur place, cela peut modifier les mesures ou changer la composition de la surface lunaire ou une bactérie [terrestre] pourrait même affecter l’environnement lunaire, on ne sait jamais, » a-t-il jugé. L’Institut Asher, dont Pini Gurfil est le directeur, a fait du travail de conseil pour le projet Bereshit, mais n’a jamais été directement impliqué.

Le Premier ministre Benjamin Netanyahu avec son épouse Sara et le philanthrope sud-africain Morris Kahn assistent au lancement du vaisseau spatial Beresheet depuis le centre de commandement de Yehud, le 22 février 2019. (SpaceIL)

Pourtant, des scientifiques de la NASA ont fait valoir que les débris d’Apollo laissés sur la Lune leur ont permis de mesurer comment les matériaux résistent au test du temps dans l’espace, et dans certains cas, comme le réflecteur de laser, continuent à fournir des données viables. On ne sait toujours pas en quoi des sachets vieux de 50 ans contenant des excréments d’astronautes seraient utiles pour les scientifiques du futur.

Le Bureau des Affaires spatiales des Nations unies (oui, il existe bien un ONU de l’espace) a ratifié un traité international en 1967 gouvernant « les activités des Etats dans l’exploration et l’exploitation de l’espace ». Le Traité de l’Espace pose le cadre de base pour la loi internationale de l’espace, et la dernière cause stipule que les « Etats devront éviter des contaminations nocives de l’espace et des corps célestes. »

Israël a ratifié ce traité et d’autres ultérieurs ayant attrait à l’espace, mais n’a pas ratifié un accord de 1979 régissant les activités des pays sur la Lune et d’autres corps célestes, qui concerne tout spécifiquement les activités liées à la Lune.

Des experts de l’espace, dont Pini Gurfil, sont en réalité moins inquiets des débris lunaires, et beaucoup plus préoccupés par les milliers de satellites abandonnés qui gravitent toujours autour de la Terre.

Cette semaine, l’Agence spatiale européenne organise une convention internationale en Allemagne dédiée à la question des débris de l’espace. L’objectif serait de proposer des réglementations non contraignantes pour déterminer comment les pays peuvent se débarrasser des satellites mis en orbite, a déclaré Kminek.

Il y a au moins 5 000 satellites toujours en orbite autour de la Terre, mais seulement 1 950 d’entre eux sont encore en activité, selon l’Association spatiale européenne. Le Réseau de surveillance spatiale suit environ
22 300 objets en orbite autour de notre planète, même si l’on estime qu’il en existe 34 000 de 10 centimètres ou plus, dont des éléments de satellites qui se sont décrochés au fil du temps.

Une collision entre un satellite en activité et tout objet de plus de 10 centimètres rendrait totalement hors d’usage le satellite, mais une collision avec des objets aussi petits qu’un millimètre pourrait tout de même détruire certains sous-systèmes de satellites, selon le Bureau des débris de l’espace de l’ASE. On estime que 128 millions de pièces de débris se trouvant dans l’espace mesurent de 1 millimètre à 1 centimètre, et presque 1 million entre 1 et 10 centimètres.

Le nombre de débris spatiaux augmente. Le 11 février 2009, un satellite de communication de l’entreprise américaine Iridium est entré en collision avec un satellite russe abandonné. Les deux dispositifs se sont disloqués, créant un champ de débris d’au moins 2 500 pièces. On pense que ce type de collision devrait augmenter.

« La vitesse relative entre des satellites est de 14 kilomètres par seconde, donc n’importe quelle collision est catastrophique pour les deux satellites, » a indiqué Pini Gurfil.

On pourrait avoir l’impression que l’espace est illimité, mais, en réalité, il existe une fenêtre étroite pour les satellites qui ont besoin de tourner à la même fréquence que la Terre, que l’on qualifie d’altitude géo-stationnaire.

Des objets en orbite sont concentrés dans une orbite terrestre basse (cachant presque la surface de la terre) et en orbite géostationnaire (l’anneau de satellites autour des coins éloignés). (Crédit : illustration du Bureau des programmes de débris orbitaux de la NASA)

C’est assez précis : 35 786 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre est l’altitude exacte nécessaire afin qu’un satellite se déplace à la même vitesse que la surface de notre planète. C’est ce que l’on appelle « l’orbite terrestre haute. »

L’orbite terrestre haute est nécessaire pour des satellites de communication et de météorologie. A des altitudes plus basses, les satellites tournent trop vite ; à des altitudes plus élevées, trop lentement. Quand un satellite est en orbite géo-stationnaire, si vous vous trouvez sur Terre et que vous regardez le ciel, vous ne pourrez pas le voir parce qu’il se déplace exactement à la même vitesse que vous.

Tous les satellites n’ont pas besoin d’être à une altitude géo-stationnaire. Certains, comme le GPS, peuvent opérer selon une orbite semi-synchronisée, qu’il faut 12 heures à parcourir. Il s’agit d’une altitude à environ 20 200 kilomètres, que l’on appelle aussi « orbite terrestre médium. »

Il y a des milliers de satellites en « orbite terrestre basse, » dont des satellites surveillant certaines zones ou des dispositifs météorologiques.

« La présence de trop nombreux débris pourrait empêcher l’utilisation de certaines altitudes, » a indiqué Pini Gurfil. A titre d’exemple, l’altitude de 800 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre est considérée comme étant tellement surchargée en satellites et en débris que les nouveaux satellites ne devraient maintenant plus orbiter à cette hauteur.

Des milliers d’objets fabriqués par l’homme – dont 95 % sont des « débris de l’espace » – sont en orbite terrestre basse.

Des milliers d’objets fabriqués par l’homme – dont 95% sont des « poubelles de l’espace » – sont en orbite terrestre basse. Chaque point noir sur cette image correspond soit à un satellite en activité, soit à un satellite inactif ou à un morceau de débris. Chaque point est proportionnellement plus grand que le satellite ou que le débris qu’il représente. (Crédit : illustration du Bureau des programmes de débris orbitaux de la NASA)

« Dans une orbite plus haute, s’il y a une collision, il y a un risque d’effet de chaîne qui pourrait détruire tous les autres satellites de communication, » a expliqué Pini Gurfil. « C’est ce que l’on appelle l’effet Kessler, et cela pourrait être catastrophique pour l’humanité. » Si un satellite entre en collision avec un autre et s’éclate en des milliers de petits morceaux, cela pourrait entraîner une réaction en chaîne, et les petites pièces détruiraient d’autres satellites qui garantissent l’accès à des moyens de communication, à la radio, à la télévision, à Internet et au GPS. « Tout pourrait arrêter de fonctionner, » a averti Pini Gufil. « C’est extrêmement dangereux. C’est aussi dangereux pour les vaisseaux transportant des humains qui pourraient entrer en collision avec un satellite ou des pièces de satellite. »

La Station spatiale internationale est équipée de boucliers contre des débris de l’espace autour de tous les modules où vit l’équipage. Les boucliers consistent en deux feuilles de métal séparées par un matériel similaire à du matériel gilet pare-balle. Cela permet à la Station spatiale internationale de dévier des débris allant jusqu’à 1 centimètre. S’il y a un risque de collision avec un objet plus large qu’un centimètre, la station spatiale doit manœuvrer pour éviter la collision.

Sur cette image sans date, un artronaute cherche des preuves de collisions de débris de l’espace à la fenêtre du Centre spatial international. (Crédit : Bureau du programme de débris orbitaux de la NASA)

Ce qui va en haut coûte très cher à faire redescendre

Le problème principal vient du fait que les entreprises et les gouvernements veulent lancer leurs satellites dans l’espace – ou leur vaisseau spatial vers la Lune – au prix le plus bas possible. Ils n’ont pas de projets pour déterminer comment se débarrasser d’eux une fois qu’ils ne fonctionneront plus après 20 ou 25 ans, a déclaré Pini Gurfil, et parce que cela coûte très cher de faire descendre un satellite d’orbite.

Des satellites peuvent réduite leur altitude à environ 400 ou 500 kilomètres au-dessus de la terre, et c’est là qu’ils se désintégreront en rentrant dans l’atsmosphère. Mais pour y parvenir, les satellites doivent transporter d’importantes quantités de carburant en excès afin de changer leur orbite en fin de vie.

« Chaque kilo de satellite coûte environ 52 000 euros à lancer, » a estimé Pini Gurfil. « Quelques dizaines de kilos de carburants rendent irréalisable et non rentable la propulsion d’un satellite en orbite. »

A titre d’exemple, Bereshit pèse 160 kg sans le carburant, mais pèse 600 kg avec. Ce combustible ne suffit qu’à aider la sonde spatiale à se poser sur la Lune, mais c’est très loin d’être suffisant pour rentrer sur Terre. Dans la même logique, c’est vraiment trop cher de faire descendre un satellite d’une distance de 36 000 kilomètres au-dessus de la terre à 400 kilomètres, a déclaré Pini Gurfil.

Comment récupérer les déchets dans l’espace ?

Des scientifiques et des ingénieurs aéronautiques cherchent maintenant des solutions alternatives pour nettoyer l’espace saturé de l’orbite terrestre. Une option serait d’envoyer les satellites plus loin dans une « orbite cimetière, » à une altitude qui n’affecterait pas les nouveaux satellites lancés en orbite géo-stationnaire.

« Il y a aussi une start-up israélienne appelée Efficient Space qui propose de construire un petit satellite capable de s’amarrer à des satellites et faire la manœuvre de sortie d’orbite à leur place, » a expliqué Pini Gurfil. « Cela permettrait d’économiser beaucoup de carburant et serait bien plus économique ».

A l’heure actuelle, des entreprises de lancement de satellites comme SpaceX d’Elon Musk, qui a lancé le satellite Bereshit et un satellite de communication indonésien au même moment le 22 février, s’assurent que des clients qui lancent un satellite ont aussi un prévu un plan pour le faire redescendre à la fin de son service, qui dure généralement environ 20 à 25 ans, a indiqué Pini Gurfil. Le mécanisme de sortie d’orbite pourrait aller en direction de la Terre, et le satellite brûle donc dans l’atmosphère terrestre, ou en direction de l’espace, vers une orbite qui servirait de cimetière. Mais il y a aussi des milliers de satellites abandonnés qui gravitent toujours autour de la Terre, depuis des décennies, sans projet de sortie d’orbite.

Le déchet d’un astronaute est le trésor d’un autre

Quant à Bereshit, les ingénieurs en Israël avaient essayé de donner à la position finale de la sonde sur la Lune une dimension positive en y insérant une capsule témoin renfermant la Déclaration d’Indépendance d’Israël, la Bible, les mémoires d’un survivant de la Shoah, des dessins d’enfants de l’espace et de la Lune, la Prière du voyageur et une note de l’ancien président Shimon Peres contenant un passage d’un Livre de la Genèse. « Aujourd’hui, nous mettons tous ces rêves dans cette sonde, comme on mettrait un petite papier au mur Occidental, souhaitant un avenir radieux, » a déclaré Yonathan Winetraub, l’un des trois ingénieurs qui a fondé SpaceIL, le 17 décembre 2018. Les ingénieurs ont inséré la capsule témoin dans Bereshit lors d’une cérémonie festive, avant que la sonde ne prenne la direction de la Floride pour le lancement.

Yariv Bash, (à droite), Yonatan Winetraub, (au centre), et Kfir Damari, les fondateurs de SpaceIL, insérant une capsule témoin dans le vaisseau spatial Beresheet, le 17 décembre 2018. (Yoav Weiss)

« C’est dommage, mais ces déchets vont rester [sur la Lune], personne ne va s’en débarrasser, » a déploré Pini Gurfil. « A moins d’avoir beaucoup de carburant pour faire revenir le module d’alunissage, tous les modules resteront là-bas. »

Aviv Priel, un ingénieur de contrôle de SpaceIL, chargé de manœuvrer le vaisseau spatial Bereshit, s’agace quand il entend cette interprétation. « Je n’appellerais pas cela du tout des déchets. En réalité, ce sont plutôt plusieurs pièces de métal assemblées et positionnées sur la Lune. »

« Pour nous, c’est beaucoup plus que cela, » a-t-il défendu. « Ce n’est pas du matériel. Ce n’est pas seulement une sonde. C’est aussi quelque chose de plus spirituel. Nous avons accompli quelque chose de vraiment impossible. Nous avons soudé le pays autour d’une idée, c’est très difficile. C’est vraiment beaucoup plus qu’un vaisseau spatial. Il ne va pas mourir, parce qu’il y a toujours cette idée que l’on peut se lever et réaliser l’impossible, peu importe votre taille ou vos ressources. On peut grandir, dépasser des épreuves et toucher les étoiles. »

Mais Libby n’a pas été très convaincue par la description poétique de l’ingénieur du vaisseau spatial, sur lequel il a travaillé presque toute sa vie.

« Pourquoi devons-nous laisser la fusée toute seule ? » s’est-elle interrogée. « Je veux qu’elle revienne, afin qu’elle puisse repartir. »

Un dessin de Libby, âgée de 6 ans, réalisé avec son frère et sa sœur Zachi et Rafael contenant leur projet pour un retour de Bereshit sur Terre, le 22 février 2019. (Crédit : Times of Israël)

Avec ses jeunes frères et sœurs, Libby a dessiné un plan pour Bereshit qui inclut une proposition de recyclage. « Le vaisseau spatial a deux lasers qui ramasseront les déchets, et, dans le vaisseau spatial, il y a une poubelle qui prendra tous les déchets, » a expliqué la jeune fille au téléphone depuis sa chambre à coucher remplie d’étoiles et de planètes. « Une fois que les lasers auront ramassé les déchets, ils reviendront sur Terre, et on les utilisera pour construire des robots et d’autres vaisseaux spatiaux. »

« S’ils ne le laissaient pas, il pourrait revenir et nous pourrions l’envoyer dans un endroit différent, comme l’Angleterre, parce que j’aime l’Angleterre, » a-t-elle poursuivi.

« Je pense qu’ils auraient dû prévoir un plan pour le vaisseau spatial, » a regretté Libby. « Il devrait prendre un selfie sur la Lune, puis rentrer. »

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