Une roue de réaction – l’une des parties les plus lourdes d’une mission spatiale, sa rotation changeante étant utilisée pour modifier l’orientation d’un satellite – vue dans une soufflerie à plasma appartenant au groupe de diagnostic des flux à haute enthalpie (HEFDiG) de l’Institut des systèmes spatiaux de l’Université de Stuttgart (IRS). Le gaz chauffé par l’arc dans la chambre d’essai atteint des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde, reproduisant les conditions de rentrée, tandis que la roue de réaction elle-même tourne, reproduisant la culbute qui se produit lorsqu’un satellite plonge dans l’atmosphère.
La roue de réaction elle-même provient de Collins Aerospace en Allemagne, qui soutient les activités de conception pour la destruction (D4D) depuis de nombreuses années et a introduit plusieurs modifications à sa roue de réaction TELDIX, la rendant plus susceptible de se désagréger lors de la rentrée du satellite pour soutenir la démisabilité.
Ce clip a été présenté lors de l’atelier sur les mécanismes spatiaux de cette année au centre technique ESTEC de l’ESA aux Pays-Bas et s’est concentré sur les exigences et directives actuelles et futures visant à réduire le risque lié aux débris orbitaux, y compris la Charte Zéro Débris de l’ESA. L’événement a réuni plus de 130 spécialistes des mécanismes spatiaux issus de l’industrie et du monde universitaire européens.
« Les mécanismes spatiaux couvrent tout ce qui permet le mouvement à bord d’un satellite, des dispositifs de déploiement aux roues de réaction », explique Geert Smet, co-organisateur de l’atelier.
« Mais ces mécanismes utilisent souvent des matériaux tels que l’acier ou le titane qui ont plus de chances de survivre à une rentrée dans l’atmosphère. C’est un problème car nos réglementations actuelles stipulent que la rentrée des satellites devrait présenter moins d’un risque sur 10 000 de blesser des personnes ou des biens au sol. ou même un sur 100 000 pour les grandes constellations de satellites. Le groupe Clean Space de l’ESA réagit par D4D en élaborant des méthodes pour rendre plus probable la désintégration totale d’une mission, y compris des mécanismes.
Crédit : ESA-HEFDIG/IRS
Les efforts de D4D se concentrent pour l’instant principalement sur les équipements de plate-forme tels que les roues de réaction et les mécanismes d’entraînement des panneaux solaires, puisque ceux-ci sont présents sur presque tous les satellites, mais à l’avenir, l’approche pourrait être étendue à tous les types de mécanismes satellitaires.
Le risque au sol lié à la réintroduction d’objets peut sembler abstrait, mais il est bien réel. En 1997, un filet heureusement léger provenant d’une étape Delta II a heurté l’épaule de Lottie Williams à Turley, Oklahoma. L’objectif à l’avenir est de garantir que même les parties les plus lourdes des satellites se désintègrent à temps. Une approche alternative, si cela n’est pas pratique, pourrait consister à maintenir les parties d’un satellite ensemble afin de minimiser son empreinte au sol et le risque d’impact qui en résulte.
L’atelier a également inclus des détails sur les derniers projets de l’ESA et de l’industrie visant à effectuer l’élimination active des débris via des engins spatiaux dédiés pour rencontrer des satellites abandonnés entiers et se verrouiller sur eux pour leur rentrée. Les mécanismes sont essentiels à cet effort, avec des systèmes de capture nécessaires pour se verrouiller sur un satellite cible.
Le co-organisateur Kobyé Bodjona ajoute : « L’idée derrière cet événement est de présenter à la communauté des mécanismes les dernières recherches sur les débris spatiaux pour voir comment ils pourraient contribuer aux travaux en cours. C’est important parce que les grands intégrateurs de systèmes, les grandes entreprises qui dirigent les projets de satellites auront besoin de systèmes entièrement conformes aux réglementations en matière de réduction des débris. Et le besoin devient urgent à mesure que de plus en plus de satellites sont placés dans l’espace.