Debris spatiaux : quelles solutions ?

[SEAFIRST]

ami lecteur bonjour,

Il existe, à ce jour, plus de 100 000 debris en orbite autour de la terre d'une taille suffisante pour transpercer n'importe quel alliage metallique. Leur vitesse s'echelonne de 6000 metres / sec jusqu'a 14000 m/s . Par consequent, toutes nos constructions spatiales, en particulier les satellites ( 1300 actuellement y compris un nombre supposé de type militaire ) , sont en dangers, à tous moments, de collision voire de dysfonctionnement.
Juste une precision : à cette vitesse, une bille de 1 cm projetée à 6km/sec provoque un cratere de 10 cm de diametre sur une plaque alu de 5 cm d'epaisseur.

Quelles solutions proposer pour diminuer ce risque croissant de collision? Ameliorer la structure des satellites ( mais surcroit de poids donc de cout ), detruire les plus gros fragments, penetreront ils dans l'atmosphere ou resteront ils sur leur trajectoire orbitaire etc...?

Actuellement, seulement 10 000 morceaux sont surveillés, mais cela n'est surement pas suffisant .


Merci
SEAFIRST 28/01/05

[zetajanus]

Salut,
Voici plus de detail sur les chiffres
110 000, mesurant entre 1 et 10 cm, comme des boulons ou des gouttes de carburant échappés de réservoirs. Bien que de taille réduite, ils sont inquiétants. À titre indicatif, dans l'espace, l'impact d'un petit boulon équivaut à celui d'une boule de pétanque lancée à 100 km/h.
Environ 35 millions de 1 mm, comme des éclats de peinture. Aussi invisibles qu'imprévisibles et pouvant percer certaines surfaces fragiles (typiquement, des panneaux solaires).
-Inférieurs à 1 mm. Ils sont plusieurs centaines de millions. Ils représentent la majeure partie des déchets, mais ne sont pas dangereux car ils ne provoquent qu'une érosion des surfaces.
Tous les débris de plus de 10 cm sont observables et leur orbite est connue. C'est le NORAD (North American Air Defence Command) qui se charge du recensement. Par contre très peu de débris entre 1 et 10 cm sont répertoriés : les capteurs actuels ont une précision (pour la détection) de 2 à 6 cm sur l'orbite basse et 10 à 30 cm pour l'orbite géostationnaire, le problème étant, après les avoir détectés, de connaître précisément leur trajectoire.
Bien entendu il est bon de connaitre leurs trajectoire pour pouvoir les surveiller mais malheureusement si un ces débris venait a s'écrasé sur Terre on pourrait pas y faire grand a part calculer le point d'impacte afin de évacuer le secteur.
des accident on deja eut lieu:
- En 1996, un fragment d'Ariane 4, dans l'espace depuis 1986, heurta le satellite militaire français, Cerise, seulement depuis un an dans l'espace, à la vitesse de 14 km/s. Sous le choc, son mât de stabilisation fut arraché.
- En 1997, des fermiers texans ont vu un très gros fragment tomber sur leur terrain, à 50 mètres de leur maison. C'était en fait un réservoir de 250 Kg d'une fusée DELTA.
- En 1978, un satellite nucléaire soviétique s'écrase dans les Territoires du Nord-Ouest, libérant 45 kilos d'uranium radioactif, l'équivalent de cinq bombes atomiques, éparpillé sur une distance d'environ 500 kilomètres. Heureusement, la région était presque inhabitée...

[SPH]

Si l'attraction terrestre diminuait ou augmentait un peu, ce serait une solution. En dehors de cette solution impossible, je ne vois pas. De plus, au vu des vitesses évoquées, c'est une guerre perdu d'avance. Il suffit qu'une seule collision d'un gros objet se produise avec un satellite, de 2 particules (l'objet polueur et le satellite), on pourrait passer a des centailes de milliers en + !!!

[mploki_vega]

IL y a des solutions de double bouclier. Il y a d'abord une première plaque d'un centimetre d'epaiseur, puis 30 centimetres plus loin une deuxième plaque de 2 voir 5 centimetre d'epaisseur. Si un debris de moins d'1 centimetre de diametre frappe cette structure il perforra la première plaque faisant un trou de son diamètre mais le projectile sera pulverisé et c'est des micro-particules qui fraperont la deuxième plaque sur une surface de 10 voir 20 cetimètres de diamètre, la puissance cinétique du projectile est ainsi dissipée. La deuxième plaque arrete ce qui reste du projectile.

[SPH]

pas bete !!

A la limite, un seul cube metallique contenant une mousse genre kevlar (par balle) pourrait arreter pas mal de projectiles aussi !!!!
un cube de 30 ou 40 metres de coté serait en plus possible a faire en pliant telle une serviette de table chaque coté du cube en plusieurs fois (systeme de gond)

On l'envoie ensuite sur l'orbite la plus propice a la rencontre d'une serie genante d'objets genants et voila !!!!!

Ce pourrait etre le premier satellite nettoyeur... Idee a suivre

[mploki_vega]

A mon avis le netoyage de l'espace n'est pas la solutions, il y aura toujours des micro-asteroides venant de nulle part. Il faut repertorier tous les debris qui sont en orbite, incluant ceux de 1cm pour pouvoir les eviter.
D'autre part
Je suis pas sur que le kevlar soit si resistant que ça. IL pourrait creer plus de debris qu'il en absorberai
Mais ça reste à prouver...

[SPH]

je ne sais pas si le kevlar se "pulverise" comme le ferait du verre... Mais imaginons qu'un objet perce notre cube (on va dire d'aluminium de parois de 2 millimetres d'epaisseur), il rencontre alors notre bloc de kevlar. Et la, soit il perce tout et transperce le cube, soit il s'arrete dans le cube et sera stocké !
Dans le cas ou il aurait completement traversé, il y a TRES PEU de chance pour lui d'avoir une nouvelle orbite qui continuera a le satelliser indefiniment autour de la terre. Sa vitesse etant moins grande, il ne pourra que tomber sur terre et bruler. Sans compter que sa trajectoire peut etre déviée.
Quand aux projections de kevrar qu'il pourrait engendrer, je n'en sais rien mais il me semble que le kevral n'est pas favorablement "dechiquetable"...
Enfin, je pense a autre chose : si notre "cube satellite" tournait sur lui meme a grande vitesse, il devirait a coup sur tous les objets le traversant !!!

[DonPanic]

Salut

Quand aux projections de kevrar qu'il pourrait engendrer, je n'en sais rien mais il me semble que le kevral n'est pas favorablement "dechiquetable"...

C'est oublier que lors des chocs, une partie de l'énergie cinétique est convertie en chaleur qui peut liquéfier ou vaporiser les marériaux, que leur recondensation ultérieure retransforme en débris

[SPH]

Salut

C'est oublier que lors des chocs, une partie de l'énergie cinétique est convertie en chaleur qui peut liquéfier ou vaporiser les marériaux, que leur recondensation ultérieure retransforme en débris

Si l'objet est fragile au point de se casser ne serait ce qu'en deux, c'est qu'il a des chances de rester stoqué dans le kevrar.
Et meme si il le perce, les quelques debrits ont peu de chance de garder une vitesse/direction qui les maintiennent en orbite infinie.
D'ailleur, si le cube tourne assez vite sur lui meme autour de ses 3 axes, les debrits ont une chance infime de garder leur trajectoire (donc, il tomberont ou quiteront l'attraction terrestre).
Tout cela me parait s'appuyer sur une logique mathematique...

[DonPanic]

Salut

Si l'objet est fragile au point de se casser ne serait ce qu'en deux, c'est qu'il a des chances de rester stoqué dans le kevrar.
Et meme si il le perce, les quelques debrits ont peu de chance de garder une vitesse/direction qui les maintiennent en orbite infinie.
D'ailleur, si le cube tourne assez vite sur lui meme autour de ses 3 axes, les debrits ont une chance infime de garder leur trajectoire (donc, il tomberont ou quiteront l'attraction terrestre).
Tout cela me parait s'appuyer sur une logique mathematique...

Dis donc, à propos de logique mathématique, as-tu fait le calcul du volume impliqué par les débris en orbite autour de la Terre et de la probailité qu'ils soient interceptés par ton cube de 40m de longueur d'arête ?

[mploki_vega]

Je pense qu'une meilleur solution c'est d'envoyer un robot avec un systeme de propulsion très efficace (ionique ou VASMR) une grande surface de paneau solaire et un ou deux bras robotique pour la manipulation de satelite ou d'objets. IL serai chargé de ramener les cadavre de satelite à une orbite plus basse (elliptique à 150 km au points le moins bas) et lacherai ses satelites pour qu'ils se desintegre dans l'atmosphere au bout de quelques mois. Je pense bien sur au satelites en orbite basse mais superieur à 300, 400 km et inferieur à 1000 km dans un premier temps. On pourrai lacher une dizaine de ces petits robots de moins d'une tonne sur orbite basse. Ce qui eliminerao les objets , d'abord les plus gros et les plus dangereux, puis on se concentre sur les plus petits
Qu'en pensez vous??

[Faith]

Je pense qu'une meilleur solution c'est d'envoyer un robot avec un systeme de propulsion très efficace (ionique ou VASMR) une grande surface de paneau solaire et un ou deux bras robotique pour la manipulation de satelite ou d'objets. IL serai chargé de ramener les cadavre de satelite à une orbite plus basse (elliptique à 150 km au points le moins bas) et lacherai ses satelites pour qu'ils se desintegre dans l'atmosphere au bout de quelques mois. Je pense bien sur au satelites en orbite basse mais superieur à 300, 400 km et inferieur à 1000 km dans un premier temps. On pourrai lacher une dizaine de ces petits robots de moins d'une tonne sur orbite basse. Ce qui eliminerao les objets , d'abord les plus gros et les plus dangereux, puis on se concentre sur les plus petits
Qu'en pensez vous??

Je ferais deux remarques:
- l'idée est vraiment futuriste: pas moyen de le mettre en oeuvre rapidement
- ton robot risque d'être la victime de ce qu'il est chargé de récolter: si tu l'envoies sur un orbite chargée de détruitus, il recevra un nombre d'impact colossal. De plus, comment fera-t-il pour "attraper" les débris ? il serait obligé de suivre le débris à une vitesse identique, de l'agripper puis de le faire décélérer... et ce pour chaque morceau !
Voilà qui promet d'être très long...

L'idée est peut-être à creuser, mais pour le moment, c'est bien trop difficile à faire, je pense !

EDIT: en plus, les éléments dangereux ne sont pas les gros (facilement détectables) mais les plus petits qui sont encore plus nombreux et encore plus difficiles à "attraper"

[SPH]

@ mploki_vega:

Pour imager, ton projet est d'envoyer un robot de verre muni de pinces en metal que l'on lacherait sur la plage en plein débarquement de normandie avec mission d'intercepter les milliers de pruneaux (balles) fusant dans tous les sens...

(Globalement, c'est ca. Si tu n'es pas d'accord, regarde la vitesse des debrits en orbite)

[SPH]

Salut

Dis donc, à propos de logique mathématique, as-tu fait le calcul du volume impliqué par les débris en orbite autour de la Terre et de la probailité qu'ils soient interceptés par ton cube de 40m de longueur d'arête ?

Pour répondre a ta question, notre cube n'a pas forcement pour but de ramasser ABSOLUMENT TOUS les debrits. Sa mission pourrait se terminer lorsqu'il serait lui meme trop abimé.
Quand à la probabilité qu'il intercepte des débrits, j'avais préciser dans l'un de mes posts qu'il fallait nous meme l'envoyer sur une orbite favorable.
Derniere chose, il y a un parametre que je n'avais pas pris en compte pour les gros objets. Si un objet de 500 grammes (on parle donc d'un tres gros debrit) transperce le cube, notre cube ne va t'il pas du meme coup ralentir a cause de l'impact ? (je ne peux que penser "oui")

[metatrope2004]

vive les futures boucliers magnétiques protégeant les vaisseaux de demain (c'est la solution la plus simple et la plus pratique bien que ce ne soit de la SCIENCE-FICTION aujourd'hui !!!) Mais techniquement vos idées sont très interressantes et prouvent que la taches est ardue pour "dépolluer" l'orbite basse terrestre!!