Astronomie : quel est le risque d'être touché par la chute d'un débris de l'espace ?

Au début de l'année, deux incidents distincts ont vu des débris spatiaux revenir sur Terre dans des endroits inattendus.

La rentrée incontrôlée d'une fusée chinoise Long March 5B au-dessus de la Malaisie a été rapidement suivie d'informations, en juillet, selon lesquelles des pièces de vaisseau spatial ont été retrouvées dans la région de la Nouvelle-Galles du Sud, en Australie - il est maintenant confirmé qu'elles provenaient d'une mission SpaceX Crew-1.

À mesure que l'industrie spatiale se développe, on peut dire que de tels incidents deviendront de plus en plus fréquents, et qu'ils peuvent présenter un risque. Mais quel risque exactement ?

Les débris spatiaux sont les restes de composants d'un système spatial qui ne sont plus nécessaires. Il peut s'agir d'un satellite en fin de vie (comme la Station spatiale internationale lorsqu'elle atteindra la fin de sa durée de vie opérationnelle en 2031) ou de pièces d'un système de fusée qui ont rempli leur fonction et sont mises au rebut.

À ce jour, la Chine a lancé trois fusées Longue Marche 5B, et chacune a été délibérément laissée sur une orbite non contrôlée. Cela signifie qu'il n'y avait aucun moyen de savoir où elles allaient atterrir.

Quant aux débris de SpaceX trouvés dans les Snowy Mountains, en Australie, SpaceX désorbite les pièces de ses fusées de manière contrôlée et conçoit les autres composants pour qu'ils brûlent lors de la rentrée dans l'atmosphère terrestre. Mais comme vous pouvez le voir dans les dernières nouvelles, les choses ne se passent pas toujours comme prévu.

Les débris spatiaux sont-ils vraiment dangereux ?

Pour autant que l'on sache, une seule personne a été touchée par un débris spatial. Lottie Williams, une habitante de Tulsa, dans l'Oklahoma (États-Unis), a été touchée à l'épaule par un débris en 1997. Il faisait à peu près la taille de sa main et on pense qu'il provenait d'une fusée Delta II. Elle l'a ramassé, l'a ramené chez elle et l'a signalé aux autorités le lendemain.

Cependant, comme de plus en plus d'objets partent dans l'espace et en reviennent, les risques que quelqu'un ou quelque chose soit frappé augmentent. C'est particulièrement vrai pour les objets volumineux et incontrôlés tels que la fusée Longue Marche 5B.

Sur les trois fois où ce modèle de fusée a été lancé : la première est rentrée le 11 mai 2020, avec des composants atterrissant sur deux villages de Côte d'Ivoire, la deuxième est rentrée le 9 mai 2021, près des Maldives, et la troisième est rentrée cette année au-dessus de l'Indonésie et de la Malaisie, avec des débris atterrissant autour de ces îles.

Faut-il s'inquiéter ?

Il existe de nombreuses estimations des risques de collision avec des débris spatiaux, mais la plupart sont de l'ordre d'une chance sur 10 000. Cela correspond à la probabilité que n'importe quelle personne soit touchée, n'importe où dans le monde. En revanche, la probabilité qu'une personne donnée soit touchée (comme vous ou moi) est de l'ordre d'une sur mille milliards.

Plusieurs facteurs sont à l'origine de ces estimations, mais concentrons-nous sur un facteur clé pour l'instant. L'image ci-dessous montre la trajectoire orbitale de la récente fusée Longue Marche 5B-Y3 pendant ses dernières 24 heures (des objets différents suivent des trajectoires orbitales différentes), ainsi que son lieu de rentrée dans l'atmosphère marqué en rouge.

Comme vous pouvez le constater, la fusée est en orbite au-dessus de la terre pendant une longue période.

Plus précisément, sur ces orbites, le véhicule passe environ 20 % de son temps au-dessus de la terre. Selon une estimation générale, 20 % des terres sont habitées, ce qui signifie qu'il y a 4 % de chances que la rentrée atmosphérique de la fusée Longue Marche 5B se produise au-dessus d'une zone habitée.

Ce chiffre peut sembler élevé. Mais si l'on considère la quantité de "terres habitées" effectivement couvertes par des personnes, la probabilité de blessures ou de décès diminue considérablement.

La probabilité de dommages matériels, en revanche, est plus élevée. Il pourrait atteindre 1 % pour toute rentrée atmosphérique de la fusée Longue Marche 5B.

En outre, le risque global posé par les débris spatiaux augmentera avec le nombre d'objets lancés et rentrant dans l'atmosphère. Les projets actuels des entreprises et des agences spatiales du monde entier prévoient beaucoup, beaucoup plus de lancements.

La station spatiale chinoise Tiangong devrait être terminée d'ici à la fin 2022. Et la Corée du Sud est récemment devenue le septième pays à lancer une charge utile de satellite de plus d'une tonne - avec des plans pour développer son secteur spatial (avec le Japon, la Russie, l'Inde et les Émirats arabes unis).

Il est fort probable que les risques d'être touché ne fassent qu'augmenter (tout en restant, espérons-le, très faibles).

Comment pouvons-nous nous préparer ?

Deux questions viennent à l'esprit : pouvons-nous prédire la rentrée des débris, et que pouvons-nous faire pour réduire les risques ?

Commençons par les prédictions. Il peut être extrêmement difficile de prévoir où un objet en orbite incontrôlée rentrera dans l'atmosphère terrestre. La règle générale veut que l'incertitude de l'heure de rentrée estimée se situe entre 10 et 20 % du temps orbital restant.

Cela signifie qu'un objet dont l'heure de rentrée est prévue dans 10 heures aura une marge d'incertitude d'environ une heure. Ainsi, si un objet est en orbite autour de la Terre toutes les 60 à 90 minutes, il peut entrer à peu près n'importe où.

Améliorer cette marge d'incertitude est un défi de taille qui nécessitera d'importantes recherches. Même dans ce cas, il est peu probable que nous soyons en mesure de prédire le lieu de rentrée d'un objet avec plus de précision que dans un rayon de 1 000 km (621 miles).

Moyens de réduire les risques

Réduire le risque est un défi, mais il existe quelques options.

Tout d'abord, tous les objets lancés sur une orbite terrestre doivent disposer d'un plan de désorbitation en toute sécurité vers une zone non habitée. Il s'agit généralement de la SPOUA (South Pacific Ocean Uninhabited Area), également appelée "cimetière des vaisseaux spatiaux".

Il est également possible de concevoir les composants de façon à ce qu'ils se désintègrent complètement lors de la rentrée dans l'atmosphère. Si tout brûle lorsqu'il atteint la haute atmosphère, il n'y aura plus de risque significatif.

Il existe déjà des directives exigeant la réduction des risques liés aux débris spatiaux, telles que les directives des Nations unies sur la viabilité à long terme des activités spatiales, mais les mécanismes de ces directives ne sont pas précisés.

En outre, comment ces lignes directrices s'appliquent-elles au niveau international, et qui peut les faire respecter ? Ces questions restent sans réponse.

En résumé, devez-vous vous inquiéter d'être touché par des débris spatiaux ? Pour l'instant, non. La poursuite des recherches sur les débris spatiaux est-elle importante pour l'avenir ? Absolument.