Une technique laser pour éliminer les débris en orbite

Les systèmes de surveillance actuels des débris spatiaux s'appuient sur des catalogues contenant principalement des données fournies par des radars et une technique optique passive. En orbite basse, le retrait de débris par laser exige de connaître avec précision la position et la trajectoire de l'objet, pendant et après la modification de l'orbite.

Un suivi haute précision des petits débris peut être assuré par des systèmes optiques actifs. Le développement de cette technique ouvre la voie à l'élimination des débris par laser. Le projet CLEANSPACE (Small debris removal by laser illumination and complementary technologie), financé par l'UE, a examiné le rôle de la technique laser dans la destruction des petits débris. L'équipe du projet a défini une architecture globale de surveillance, d'identification et de suivi, qui sera utilisée avec un système de protection laser installé au sol.

Les scientifiques ont défini le calendrier technique du système de laser qui supprimera les débris en orbite, un aspect essentiel de leur concept. L'impulsion laser touchant le débris spatial conduit à un ablation de surface, qui se traduit par exerce légère poussée. Cette poussée change la trajectoire du débris, évitant une collision prévue et déclenchant la rentrée dans l'atmosphère du débris (sortie d'orbite).

Le projet CLEANSPACE a présenté des concepts techniques innovants. Les chercheurs ont étudié l'interaction entre le laser et la matière dans le vide, et démontré le couplage cohérent de faisceaux laser d'énergie modérée. En outre, ils ont démontré l'adéquation de matériaux céramiques pour fabriquer des lasers efficaces, en produisant des échantillons de grande taille, avec des formes complexes et une bonne répartition des dopants luminescents.

Une organisation internationale a été proposée pour assurer une disponibilité internationale durable et harmoniser le processus de suppression des débris. Des outils de simulation ont été mis au point pour prévoir la modification de trajectoire occasionnée par un seul passage.

L'équipe a procédé à quatre expériences. La première était une simulation du suivi des débris, la deuxième montrait la poussée résultant de l'ablation par laser, la troisième un laser à disque mince et la dernière le couplage cohérent de neuf lasers.

Dans le cadre du projet CLEANSPACE, le développement d'un système de suppression de débris spatiaux par laser devrait éviter les collisions de ces débris avec les équipements spatiaux de l'UE. À long terme, le projet pourrait permettre de poursuivre des missions spatiales qui seraient autrement impossible en raison des nombreux débris accumulés.