La DARPA prévoit d’envoyer des satellites au « cimetière des vaisseaux spatiaux »
L’obstacle potentiellement désastreux à la mobilité des satellites est l’atmosphère de la Terre.
La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) de l’État américain a l’intention d’envoyer des satellites “là où les gens envoient leurs engins spatiaux mourir”.
La division de recherche et développement du Pentagone étudie les avantages des satellites à une distance que la plupart des entreprises spatiales tentent d’éviter, selon un rapport de Bloomberg publié mercredi.
Le rayon de l’orbite terrestre très basse (very low Earth orbit, VLEO) abrite un cimetière d’engins spatiaux défectueux que les opérateurs de satellites ont envoyés dans l’espace pour y brûler lors de la rentrée. “Vous vous trouvez essentiellement dans la zone où les gens envoient leurs engins spatiaux mourir”, a déclaré Caleb Henry, analyste principal de la société d’analyse spatiale Quilty Analytics.
En raison de sa propension à détruire la technologie, Henry affirme que VLEO est une “orbite autonettoyante”. C’est pourquoi elle est également connue sous le nom d’“orbite d’élimination”. Pour naviguer parmi les débris, les opérateurs “doivent garder un œil sur les vaisseaux spatiaux abandonnés par d’autres ou qui sont en train de s’en débarrasser”.
Il existe un déficit de développement de 250 km de profondeur, car les entreprises spatiales ne peuvent pas lancer les mêmes engins spatiaux sur VLEO que sur d’autres orbites. L’objectif de la DARPA est de stimuler l’innovation dans le secteur commercial.
Tout ce qui est inférieur à 450 kilomètres est considéré comme une orbite terrestre très basse par la DARPA. Henry estime que la limite la plus basse se situe à environ 200 kilomètres, mais il n’existe pas de point de départ précis.
Pourquoi prendre le risque ?
Les satellites gouvernementaux et privés encombrent l’espace, surtout en orbite terrestre basse (OTB). Par rapport aux satellites en VLEO, la DARPA affirme qu’il y a moins de risques de dommages dus aux radiations et d’accidents avec des déchets spatiaux dans ces niveaux d’orbite.
La proximité de VLEO par rapport à la Terre offre des avantages qui méritent d’être examinés, selon les documents relatifs à un futur contrat de la DARPA, notamment des performances d’image améliorées et des systèmes de positionnement géographique plus précis, selon Bloomberg.
La DARPA cherche des engins spatiaux qui peuvent y fonctionner si les capteurs et les caméras fonctionnent plus efficacement à des altitudes inférieures à l’orbite terrestre basse (OTB).
L’événement classifié du 7 novembre de l’agence pour les vendeurs potentiels du programme Daedalus (un programme visant à étendre l’utilisation durable de la région VLEO pour les futurs engins spatiaux) en révélera probablement plus sur ce que l’organisation attend de son contrat de recherche et développement (R&D) en trois phases.
Daedalus devrait durer au moins 51 mois et consistera en de nombreuses adjudications effectuées dans le cadre d’une autorisation accélérée d’“autres transactions” (OTA).
Les marchés OTA permettent aux organisations de financer des initiatives de R&D et d’acheter des produits et services spécifiques plus rapidement, conformément aux directives d’acquisition fédérales conventionnelles.
La DARPA n’a fait aucun commentaire, à l’exception de ce qui est inclus dans l’appel d’offres.
Limites orbitales
Le fonctionnement en VLEO présente des défis uniques, tels que l’augmentation de la traînée et l’impact de l’oxygène atmosphérique.
L’atmosphère de la Terre constitue un autre obstacle potentiellement désastreux à la mobilité des satellites. Une quantité spécifique de propulsion, qui se traduit par du carburant, est nécessaire pour surmonter la traînée aérodynamique et empêcher les engins spatiaux de ralentir et de se désorbiter.
“Quel que soit le carburant dont ils ont besoin, ils devront en transporter beaucoup”, a déclaré Bonnie Triezenberg, ingénieur principal chez RAND, un groupe de réflexion américain à but non lucratif sur la politique mondiale.
Mais ce n’est que si les entreprises spatiales parviennent à trouver le moyen de se propulser dans une atmosphère aussi ténue que les dépenses liées au stockage et à la combustion continue du carburant deviendront un problème, selon Mme Triezenberg.
Les capteurs et les équipements des satellites actuels ne sont pas conçus pour fonctionner lorsque les propulseurs sont actifs.
Les satellites et autres engins spatiaux existants sont fabriqués dans des matériaux qui peuvent être endommagés par l’oxygène atmosphérique hautement réactif, ce qui nécessite de nouveaux matériaux et techniques de protection des systèmes pour les futurs opérateurs de VLEO.
Tout objet entrant sur une orbite VLEO doit être optimisé pour les extrêmes de l’espace “mais aussi pour les extrêmes de la haute atmosphère terrestre”, a déclaré M. Henry.
Quels sont les avantages de la VLEO pour la science ?
Selon M. Triezenberg, le fait d’acquérir une meilleure compréhension de la nature de la propulsion, de découvrir comment se déplacer sur une orbite que l’on pensait auparavant impraticable et d’utiliser ces connaissances pour stimuler l’innovation future sont des avantages passionnants pour la science qui cherche à résoudre les problèmes liés à l’orbite basse.
Les opérateurs de satellites gouvernementaux et commerciaux pourraient trouver intéressant de capturer des images nettes à l’aide de caméras plus petites et moins coûteuses que celles nécessaires pour les OTB ou géostationnaires.
En raison de la vue rapprochée de la Terre qu’offre VLEO, leurs opérateurs doivent décider s’ils veulent se concentrer sur une petite partie du globe ou déployer plus d’un satellite pour couvrir une grande zone.
“Si vous imaginez que le satellite est une lampe de poche et que la Terre est un mur, plus vous tenez la lampe de poche près du mur, moins vous allez voir de cette surface”, a déclaré Henry.
“Vous avez la possibilité d’obtenir des images de très haute qualité, mais vous regardez aussi à travers une paille de soda.”
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
