Le 4 octobre 1957, le lancement Spoutnik 1 marque le début de l’ère spatiale. Première mise en orbite d’un satellite, mais aussi de débris orbitaux. Le petit engin pèse 84 kg, à peine 1,3 % de la masse de la fusée soviétique qui le propulse dans l’espace. Les 6,6 tonnes restantes – l’étage central et la coiffe protectrice – se retrouvent aussi en apesanteur. Le satellite, lui, amorce sa destruction programmée en rentrant dans l’atmosphère après trois mois de service. Les lancements se sont depuis succédés, jusqu’à transformer l’espace en poubelle.

Evolution du nombre de débris en orbite basse selon la NASA. Les points sont volontairement grossis. Gif Clara de Alberto pour Libe Labo.

Aujourd'hui encore, les opérations spatiales génèrent de nombreux débris en orbite. La France est le quatrième contributeur historique derrière la Russie, les Etats-Unis et la Chine. Or cette accumulation devient une «menace pour les futures odyssées spatiales mais aussi pour notre sécurité», avertit l'excellent documentaire Alerte aux débris spatiaux, disponible en replay jusqu'en mars sur le site d'Arte. La tendance n'est pas à la diminution : le lancement de satellites miniatures moins coûteux, les CubeSats, devrait bientôt déboucher sur la mise en orbite de 500 satellites par an. Plus il y en a dans l'espace, plus ils sont susceptibles d'entrer en collision avec d'autres objets en cas de perte de contrôle. Ils explosent alors en milliers de morceaux, peuvent provoquer des accidents en chaîne et font grossir le nuage de débris.

C’est par exemple ce qui s’est passé début 2007, lorsque la Chine a eu l’idée de lancer un missile sur un de ses satellites météo, le Feng Yun 1C, pour un test. La courbe en bas à gauche témoigne de cette explosion qui a empli l’espace de 3 000 fragments supplémentaires.

Actuellement, environ 150 millions d'objets de 1 mm ou plus orbitent ou errent au dessus de nos têtes, estiment les scientifiques. En fonction de l'altitude, les télescopes et les radars sont capables d'en repérer une partie. Une fois que l'on est capable de les suivre et de connaître leur trajectoire future, ils sont dits «catalogués». Le 24 janvier, ils étaient exactement 19 542, contre 18 835 en février 2018. Sans compter environ 5 000 objets militaires, essentiellement américains, qui n'entrent pas dans le décompte.

Quelle masse cela représente-il ? «C'est un peu la boule de cristal car personne ne fait réellement le décompte, notamment pour tout ce qui est militaire. La NASA dit 7 800 tonnes et est certainement minorante, l'ESA dit 8 400 et est sans doute excessive», explique Christophe Bonnal, directeur des lanceurs du Centre national d'études spatiales (Cnes). Plus ou moins l'équivalent d'une tour Eiffel, donc.

Epées de damoclès

Pour éviter le scénario catastrophe du film Gravity où un incident est causé par une collision avec des débris, la station spatiale internationale (ISS) est de plus en plus obligée de slalomer entre les objets. Elle est d'ailleurs marquée par de petits impacts sur ses panneaux solaires, radiateurs, protections thermiques et même ses hublots.

Les fragments sont aussi dangereux pour les sorties dites «extravéhiculaires» des astronautes dans l’espace, majoritairement pour de la maintenance. Les petits débris qui circulent à 30 000 km/h sont invisibles à l’œil nu et peuvent ne pas être détectés par les machines. Les combinaisons des astronautes n’y résisteraient pas en cas d’impact. C’est pourquoi des scientifiques sont en train de concevoir des robots capables de faire les réparations en extérieur à la place des humains.

Les objets en orbite basse peuvent retomber sur Terre. Le point d’impact reste difficile à calculer avec précision. Personne n’a à ce jour reçu de réservoir à carburant de 250 kg sur la tête. Mais il y a eu quelques grosses frayeurs, notamment ce jour de septembre 2016 où une partie d’un corps de ferme indonésien a été détruite par le second étage d’une fusée Space X.

Recyclage

La course à la dépollution de l'espace est maintenant lancée. Plusieurs méthodes sont à l'essai. Des appareils utilisant le harpon ou le filet pourraient servir à récupérer une partie des 30 000 objets de plus de 10 cm qui y flottent. Pour les débris entre 1 et 10 cm, on envisage le laser. La méthode la plus avancée (mais encore à l'état de projet) est encore les «Space Tugs», des chasseurs de gros débris armés d'un bras articulé capables de tracter les déchets vers la Terre. Ces éboueurs spatiaux pourraient même aider à recycler en orbite, explique le Cnes sur son site : «Dans un avenir plus lointain et à titre prospectif à ce jour, on peut envisager que les Space Tugs pourraient découper la tôle des débris en orbite pour blinder d'autres objets encore en service.»