Une étude de la NASA évalue les coûts et les avantages de l’enlèvement des débris orbitaux

LAUREL, Md. – Une étude de la NASA a conclu que certaines méthodes d’élimination des débris orbitaux pourraient être amorties d’ici une décennie en réduisant les coûts et les risques supportés par les opérateurs de satellites.

L’étude, publiée le 10 mars par le Bureau de la technologie, de la politique et de la stratégie de la NASA, a examiné les coûts de plusieurs approches pour éliminer les gros et les petits débris et les avantages qu’elles offraient aux opérateurs de satellites en réduisant le nombre de manœuvres d’évitement et les pertes de satellites endommagés ou détruit par des collisions de débris.

La NASA a présenté le rapport comme l’analyse coûts-avantages la plus rigoureuse à ce jour de l’assainissement des débris orbitaux, notant que les analyses d’élimination des débris s’étaient largement concentrées sur l’accent mis sur la durabilité et la «responsabilité morale» pour le faire. “Compte tenu des dépenses initiales substantielles nécessaires pour développer et déployer des capacités de remédiation et du retard potentiel dans la réception des avantages, ces motivations ne semblent pas suffisantes pour inciter à une action immédiate”, indique le rapport.

L’analyse, qui a examiné à la fois le coût de la mise en place de diverses approches pour éliminer les débris ainsi que les coûts encourus par les opérateurs de satellites à cause des débris, a révélé que les approches les plus efficaces impliquaient des lasers terrestres et spatiaux pour éliminer de grandes quantités de petits débris entre 1 et 10 centimètres de diamètre. Les deux systèmes laser créeraient des avantages qui dépasseraient leurs coûts en une décennie.

Les autres approches efficaces impliquaient «l’évitement des collisions juste à temps» impliquant les plus gros objets de débris, en utilisant des fusées ou des lasers pour pousser ces débris afin d’éviter les collisions avec des satellites ou d’autres débris. De telles approches pourraient avoir des avantages nets presque immédiatement, ou pas plus de quelques décennies dans une évaluation du pire des cas.

D’autres approches incluses dans l’étude pourraient prendre beaucoup plus de temps pour réaliser un avantage net. La rentrée d’objets de débris plus gros pourrait atteindre le seuil de rentabilité en aussi peu que 20 à 25 ans, mais dans le pire des cas, cela pourrait prendre près d’un siècle pour produire des avantages. L’étude a trouvé des délais similaires pour les engins spatiaux “balayeurs” qui élimineraient physiquement les petits débris. Il a également examiné le recyclage des débris en les transformant en propulseur, mais a trouvé des temps de rentabilité de quelques décennies, en partie à cause des coûts initiaux élevés de recherche et de développement de la technologie.

Le rapport a reconnu qu’un problème avec l’utilisation de lasers pour enlever les débris est la perception que de tels systèmes pourraient également être utilisés comme armes. L’étude a conclu que la puissance des lasers d’élimination des débris serait trop faible, d’un facteur 1 000, pour être efficace comme arme contre les satellites actifs, “bien que les perceptions puissent être plus difficiles à naviguer”.

Une conclusion intéressante du rapport est les coûts relativement faibles que les débris imposent aux opérateurs de satellites aujourd’hui. Le modèle développé par la NASA pour le rapport, qui était limité aux opérateurs américains, estimait les coûts annuels de ces opérateurs à seulement 58 millions de dollars par an, un chiffre dominé par les satellites opérationnels militaires et civils, comme Landsat et les satellites météorologiques en orbite polaire.

“Nous avons constaté que la plupart des opérateurs de satellites n’encourent pas beaucoup de coûts pour les évaluations de conjonction ou les manœuvres d’évitement des collisions”, a déclaré Bhavya Lal, administrateur associé de la NASA pour la technologie, la politique et la stratégie, dans un discours prononcé le 10 mars au Goddard Memorial Symposium de l’American Astronautical Society. avec la publication du rapport. “La clé à retenir ici est que le risque pour les opérateurs de satellites n’a pas besoin d’augmenter au même rythme que l’augmentation des débris orbitaux.”

Cela ne signifie pas, cependant, que les approches de remédiation telles que ces études de la NASA ne doivent pas être envisagées, a-t-elle soutenu. “La sagesse conventionnelle a été que la prévention est plus précieuse que la guérison, que l’atténuation des débris est plus critique que l’assainissement”, a-t-elle déclaré, mais a averti que ces efforts pour atténuer la création de nouveaux débris verront probablement des rendements décroissants dans les décennies à venir.

“Le défi consiste à évaluer l’efficacité de l’atténuation, du suivi, de la caractérisation et de la remédiation de manière à permettre des comparaisons entre des pommes et des pommes entre les technologies de réduction des risques”, a-t-elle déclaré. “Avec de telles informations, nous pouvons comprendre le portefeuille le plus efficace de réduction des risques.”

Lal a déclaré que la NASA prévoyait d’organiser une table ronde entre diverses parties prenantes pour obtenir des commentaires sur l’étude avant de commencer une deuxième phase qui améliorera le modèle et incorporera des débris encore plus petits.