N° 27–2020: L’ESA achète à une start-up la première mission au monde d’enlèvement d’un débris

Ainsi, en 2025, ClearSpace SA lancera la première mission d’enlèvement actif de débris, ClearSpace-1, qui effectuera un rendez-vous avec la partie supérieure d’un Vespa (la structure porteuse à double lancement utilisée avec le lanceur européen Vega) en vue de la capturer et de la désorbiter. A la suite du second vol de Vega en 2013, cet objet avait été laissé sur une orbite de rentrée atmosphérique d’une altitude d’approximativement 801 km par 664 km, en conformité avec les normes d’atténuation des débris.

Acheter un contrat de service de bout en bout plutôt que d’acheter et d’exploiter directement la mission représente pour l’ESA une nouvelle manière de faire des affaires, destinée à être la première étape de la création d’une nouvelle composante commerciale dans le secteur spatial.

En plus du paiement d’une partie de cette mission initiale — ClearSpace lèvera elle-même auprès d’investisseurs commerciaux le coût restant de la mission —, l’ESA contribuera à cette mission avec des technologies clés pour le vol, développées dans le cadre du projet ADRIOS (Active Debris Removal/In-Orbit Servicing) de l’initiative Clean Space de l’Agence.

Ces technologies incluent des systèmes de guidage, de navigation et de contrôle avancés, une intelligence artificielle basée sur la vision qui permettra au satellite « chasseur » de se rapprocher en toute sécurité et de manière autonome de sa cible, ainsi que les bras robotiques pour la capture.

Des défis complexes à résoudre

« Toutes les captures qui ont été effectuées en orbite jusqu’à présent l’ont été avec des objets cibles coopératifs, entièrement sous contrôle, » explique Jan Wörner, Directeur général de l’ESA. « Par définition, avec un débris spatial, aucun contrôle n’est possible ; les objets sont au contraire à la dérive, et tournent souvent sur eux-mêmes de manière erratique. »

« Il sera extrêmement difficile de réussir cette première capture et désorbitation d’un objet spatial non coopératif, mais considérant que le nombre global de satellites en orbite devrait augmenter rapidement au cours de la prochaine décennie, il va devenir essentiel d’effectuer des enlèvements réguliers afin de garder sous contrôle le nombre de débris et d’empêcher des collisions en cascade qui menaceraient d’aggraver significativement ce problème. »

Luc Piquet, fondateur et PDG de ClearSpace, commente : « A une vitesse orbitale, même une vis peut frapper un objet avec une force explosive, contre laquelle les concepteurs de mission ne peuvent rien faire ; il faut gérer cette menace en enlevant de manière active les débris. »

« Notre conception qui s’inspire d’un véhicule de remorquage permettra de nettoyer des orbites clés de débris qui pourrait les rendre inutilisables pour de futures missions ; cela permettra d’éliminer les risques croissants et la responsabilité des propriétaires de ces débris et profitera à l’industrie spatiale toute entière. Nous avons pour objectif de proposer des services en orbite à bas coûts et durables. »

Luisa Innocenti, cheffe du bureau Clean Space de l’ESA, ajoute : « L’idée, c’est que cette capture pionnière constitue la base d’une analyse de rentabilité récurrente, pas seulement pour l’enlèvement de débris par des acteurs responsables du monde entier, mais également pour des services en orbite ; ces mêmes technologies permettront également de faire le plein d’ergols ou d’effectuer des révisions sur des satellites en orbite, ce qui permettra d’étendre la durée de leur mission. A terme, nous voyons cette tendance s’étendre à l’assemblage, la fabrication et le recyclage en orbite. »

Martin Vetterli, président de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, déclare : « La pollution est un défi immense, non seulement sur Terre, mais également dans l’espace. L’EFPL travaille sur la désorbitation de débris depuis près de dix ans. Nous sommes très fiers que notre entreprise dérivée ClearSpace ait été choisie par l’ESA pour sa première mission de nettoyage, et nous avons hâte de voir Vespa se transformer en étoile filante ; il s’agira d’une étape clé pour rendre l’espace durable à l’avenir. »

« Les débris spatiaux sont une menace pour le bon fonctionnement de l’infrastructure spatiale sur laquelle repose la société moderne. Nous sommes fiers que la start-up suisse ClearSpace ait gagné l’appel d’offre de l’ESA pour la fourniture d’un service d’enlèvement actif d’un débris en orbite. Il s’agit d’une étape importante qui permettra d’en démontrer la faisabilité technologique et d’ouvrir la voie à un système capable de faire à l’avenir la révision de méga-constellations, » déclare Renato Kproun, responsable du Bureau spatial suisse (Swiss Space Office).

L’industrie européenne en tête de l’enlèvement de débris

ClearSpace — une entreprise dérivée fondée par une équipe expérimentée de chercheurs sur les débris spatiaux basés à l’Institut de recherche de l’École polytechnique fédérale de Lausanne — dirige une équipe industrielle qui comprend des entreprises de plusieurs pays européens. Des entreprises basées en Suisse, en République tchèque, en Allemagne, en Suède, en Pologne, au Royaume-Uni, au Portugal et en Roumanie vont apporter leur contribution.

Avec une masse de 112 kg, Vespa, la cible de ClearSpace-1, a approximativement la taille d’un petit satellite tandis que sa forme relativement simple et sa construction robuste en font un premier objectif adapté avant de s’attaquer lors de missions ultérieures à la capture d’objets plus grands et présentant un plus grand défi, et à terme à la capture de plusieurs objets.

La mission ClearSpace-1 sera insérée sur une orbite inférieure, à 500 km, afin d’être mise en service et de subir des tests critiques avant de rejoindre l’orbite cible pour le rendez-vous et la capture au moyen de quatre bras robotiques, sous la supervision de l’ESA. L’ensemble composé du « chasseur spatial robotique » et de sa cible, Vespa, sera ensuite désorbité afin de brûler dans l’atmosphère.

Implication de l’industrie européenne dans ClearSpace-1

Si la direction de l’équipe industrielle est assurée par ClearSpace SA, les contributions proviennent d’entreprises de Suisse, de République tchèque, d’Allemagne, de Suède, de Pologne, du Royaume-Uni, du Portugal et de Roumanie.

Retrouvez un aperçu complet du consortium industriel qui travaille avec ClearSpace:
https://download.esa.int/esoc/downloads/esa_clearspace1_industry-team_text-graphics.zip

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L’Agence spatiale européenne (ESA) constitue la porte d’accès de l’Europe à l’espace.

L’ESA est une organisation intergouvernementale créée en 1975, dont la mission consiste à œuvrer au développement des capacités spatiales de l’Europe en veillant à ce que les investissements dans le secteur spatial bénéficient aux citoyens européens et du monde entier.

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