L’escadron de vaisseaux évite les débris spatiaux tout en grimpant pour échapper à la colère du soleil

La pression monte au centre de contrôle de mission de l’Agence spatiale européenne. Un satellite de l’Agence spatiale européenne (ESA) évite un mystérieux débris spatial qui a été repéré quelques heures avant une collision potentielle.

Cela signifie qu’une étape vitale du voyage en cours de l’engin spatial vers un ciel plus sûr doit être rapidement reprogrammée, car l’activité solaire violente associée à l’intensification du cycle solaire déforme l’atmosphère terrestre et menace d’entraîner le satellite hors de son orbite…

essaim? des bogues?

pas exactement – essaim C’est en fait la tâche de l’ESA de détecter casse-tête du champ magnétique terrestre. Il se compose de trois satellites, A, B et C – affectueusement appelés Alpha, Bravo et Charlie.

Qu’est ce qui est passé?

Un petit morceau de ferraille artificielle en orbite autour de notre planète – connu sous le nom de débris spatiaux – Il a été repéré en train de foncer vers Alpha à 16h00 CET (10h00 EDT), le 30 juin. Depuis la piste, une collision potentielle a été prédite à peine huit heures plus tard, juste après minuit. Le risque d’impact était suffisamment grand pour que l’Alpha en ait besoin pour s’écarter – rapidement.

essaim de constellations. Swarm est la première constellation de satellites d’observation de la Terre de l’Agence spatiale européenne. Sa mission est de découvrir l’un des aspects les plus mystérieux de notre planète : le champ magnétique. Crédit : ESA-P. Karel, 2013

Il y a des déchets dans l’espace?

beaucoup. Des fragments de vieilles fusées et de satellites et de petits morceaux de débris laissés par des collisions passées et des avalanches chaotiques tournent autour de notre planète. Chaque petit morceau peut causer de graves dommages à un satellite, tandis que des morceaux plus gros peuvent détruire le satellite et créer une grande quantité de nouveaux débris.

Était-ce la première fois que cela arrivait ?

Ce jour-là? Boîte. Déjà? Certainement pas. Chacun des satellites de l’ESA devrait effectuer en moyenne deux manœuvres d’évitement par an – et cela n’inclut pas toutes les alertes qu’ils reçoivent et qui ne se terminent pas par la nécessité d’une action d’évitement.

L’image montre le panneau solaire de Sentinel-1A avant et après l’impact d’une particule millimétrique sur le second panneau. Le diamètre de la zone endommagée est d’environ 40 cm, ce qui correspond à cette structure avec une fraction d’impact dont la taille est inférieure à 5 mm. Crédit ESA

Alors quel est le problème?

Faire un acte évasif – connu sous le nom de « Manœuvre d’évitement de collision– Cela demande beaucoup de planification. Vous devez vérifier que vous ne déplacez pas le satellite sur une nouvelle orbite qui l’expose au risque de nouvelles collisions et vous devez calculer comment revenir à votre orbite d’origine en utilisant le moins de carburant et en perdant le moins de données scientifiques possible .

L’Office of Space Debris de l’Agence spatiale européenne analyse les données du réseau américain de surveillance spatiale et signale une collision potentielle aux équipes de contrôle de vol et de dynamique de vol de l’ESA, généralement plus de 24 heures avant que le débris ne s’approche du satellite.

Dans ce cas, nous n’avons reçu qu’un préavis de huit heures.

Pire encore, l’alerte signifiait que Team Swarm était maintenant en course contre deux heures. Une autre manœuvre était prévue quelques heures seulement après la collision potentielle et devait être annulée pour donner à l’Alpha suffisamment de temps pour s’éloigner de l’épave. Cette manœuvre était également très sensible au facteur temps et devait être entièrement replanifiée, recalculée et exécutée en une journée.

Quelle était l’autre manœuvre ?

Alpha et Charlie grimpaient pour échapper à la colère du soleil. Les deux satellites ont dû effectuer 25 manœuvres sur 10 semaines pour atteindre leurs nouvelles orbites plus élevées. L’une des manœuvres Alpha était prévue quelques heures après la possible collision.

Solar Cycle 25 Forecast, NOAA, juillet 2022. Le nombre de taches solaires à la surface du Soleil augmente et diminue au cours de cycles solaires d’environ 11 ans. Notre étoile entre actuellement dans une période très active de son 25e cycle solaire. crédit: NOAA

Attendez, le soleil tue les satellites ?

Notre soleil entre dans une partie très active decycle solaire‘ Tout de suite. Cette activité augmente la densité de la haute atmosphère terrestre. Les satellites traversent un air « plus épais », ce qui les ralentit et les oblige à utiliser un carburant limité à bord pour rester en orbite. Alpha et Charlie se déplaçaient vers une partie moins dense de l’atmosphère où ils pourraient rester en orbite et, espérons-le, collecter des données scientifiques pendant encore de nombreuses années et prolonger les missions !

Que serait-il arrivé s’il n’y avait pas eu cette manœuvre ?

Alpha aurait pu dériver vers Charlie et les orbites des deux satellites se seraient croisées bien assez tôt. Cela aurait laissé la mission globale de Swarm «entrecoupée», limitant sa capacité à faire de la science jusqu’à ce qu’une autre série de manœuvres réaligne Alpha et Charlie.

Est-ce que l’essaim va bien maintenant ?

L’équipe Swarm a gagné du temps de réaction pour une compétition de sprinter olympique. En collaboration avec l’équipe Flight Dynamics du centre de contrôle de mission de l’ESA, ils ont planifié et exécuté l’action d’évitement en seulement quatre heures, puis ont replanifié et exécuté l’autre manœuvre en 24 heures.

Alpha est maintenant à l’abri de heurter ce morceau d’épave et a terminé son ascension vers des cieux plus sûrs aux côtés de Charlie. Mais il y a beaucoup de débris là-bas, et cela montre avec peu d’avertissement qu’ils pourraient menacer un satellite.

La station de mesure laser de l’Agence spatiale européenne (ESA) à Tenerife dirige son laser vert vers le ciel. Crédit : ESA

Comment vos équipes font-elles pour suivre toutes ces alertes de collision ?

Avec les nouvelles technologies, un comportement plus durable et en prenant très au sérieux la responsabilité des débris spatiaux. L’ESA est construire de nouvelles technologies Pour suivre plus de débris, développer Nouveaux outils mathématiques Cela nous aidera à planifier, exécuter et agir sur le nombre croissant de manœuvres d’évitement règles directrices Ce qui limite la quantité de nouveaux déchets que nous et d’autres opérateurs de satellites ajoutons au problème. Nous travaillons même sur des moyens de capturer de plus gros morceaux de débris et de les retirer de l’orbite en utilisantgriffe de l’espace« .