26 Mars 2018

[Actu] Station chinoise : rentrée le 1er avril ?

Le 1er avril, la station spatiale chinoise Tiangong-1 pourrait retomber sur Terre. Ce n'est pas une blague ! Une grande partie de l'engin devrait se consumer dans l'atmosphère.

Image de Tiangong-1 acquise par le radar allemand TIRA alors que la station chinoise se trouvait à 270 km d'altitude. Attention,  le rouge  flamboyant de l'engin donne l'impression que la station est déjà en train de se consumer. Il n'en est rien ! Une image radar n’est pas une photographie. Les couleurs sont artificielles. Ce n'est qu'à partir de 80 km d'altitude que l'engin spatial va se consumer, en quasi-totalité. Crédits : Fraunhofer FHR.

 

Tiangong-1 , premiere station spatiale chinoise

Lancée en 2011, de la taille d'un bus, Tiangong-1 a été visitée à 2 reprises par des taïkonautes. Elle orbitait alors à une altitude comprise entre 330 et 390 km d'altitude. Elle ne répond hélas plus depuis mars 2016 et perd inexorablement de l'altitude sous l'effet des frottements avec l'atmosphère résiduelle qui existe même à 300-400 km d'altitude.

Le 25 mars 2018, Tiangong-1 se trouvait à 203 km au plus près de la surface terrestre.

Comment le CNES le sait-il aussi bien ? Grâce aux radars qui suivent, sur Terre, l'engin spatial.

 Illustration d'artiste de Tiangong-1. Ses caractéristiques (10 m de long, 3,5 m de diamètre et 8,5 tonnes au lancement) n'ont rien de comparable avec la Station spatiale internationale (110 m de long, 420 tonnes) ou l'ancienne station russe MIR (120 tonnes). Elles sont semblables à celles des cargos de ravitaillement de l'ISS, tels les ATV européens. Crédits : CMSA.

Radar, mon beau radar, où se trouve la station ?

En France, c'est le radar GRAVES (pour « Grand Réseau Adaptée à la Veille Spatiale ») dont le site récepteur se situe sur le plateau d’Albion vers Carpentras qui est mobilisé (le site émetteur se situe vers Dijon).

Actuellement, nous voyons 2 à 3 fois par jour, Tiangong-1 survoler l'extrême sud de la France.

« Actuellement, nous voyons 2 à 3 fois par jour, Tiangong-1 survoler l'extrême sud de la France. Depuis le 23 mars, nous sommes passés en phase d'alerte renforcée. Nous recevons des mesures supplémentaires provenant des radars SATAM (pour Système d’Acquisition et de Trajectographie des Avions et des Munitions) de Solenzara (Corse) et de Captieux (pas très loin de Bordeaux), ainsi que de radars de la DGA situés dans la partie Sud de la France. Nous allons aussi  prochainement échanger des mesures radars avec d’autres pays européens dans le cadre du projet EUSST (European Space Surveillance and Tracking, NDLR) » indique Stéphane Christy, expert au Centre d’orbitographie opérationnelle du CNES de Toulouse.

Stéphane Christy, expert au Centre d’orbitographie opérationnelle du CNES de Toulouse. Crédits : CNES.

Surveillance de l'espace, une spécalité au CNES

Plusieurs métiers du CNES travaillent en équipe toute l'année sur les objets spatiaux qui peuvent revenir sur Terre : le COO (Centre d'orbitographie opérationnelle) dont fait partie Stéphane Christy, assure le suivi des objets par contrôle radar 24h/24 ; les spécialistes de mécanique spatiale apportent expertises et méthodes sur le calcul d'orbite de ces objets et l'évaluation des risques ; le bureau « LOS & sauvegarde » s'assure de la protection des biens et des personnes lors de ces rentrées. A suivre : nouveau reportage sur ces femmes et ses hommes de l'ombre qui surveillent l'espace.

Quand va-t-elle plonger dans l'atmosphère ?

Toutes les rentrées atmosphériques sont calculées pour une altitude de 80 km car c’est la hauteur à partir de laquelle les objets commencent à se fragmenter et à brûler — s'ils ne sont pas bien protégés et conçus comme les capsules Soyouz qui, heureusement, ne se désintègrent pas en ramenant les astronautes, tel Thomas Pesquet, de l'ISS. « Si certains objets devaient résister, tels les réservoirs à carburant ou les moteurs en acier inoxydable ou en titane, ils percuteront le sol seulement quelques minutes ensuite » ajoute l'expert. Le 25 mars 2018, le CNES estimait cette fenêtre de rentrée atmosphérique entre le 31 mars et le 3 avril avec une date nominale au 1er avril. De son côté l'ESA tablait, au 24 mars 2018, sur une rentrée entre le 30 mars et le 2 avril. 

Evolution de l'altitude du périgée de Tiangong-1 calculée le 25 mars 2018 par le CNES. La date nominale de rentrée est estimée au 1er avril  avec une incertitude de 2 jours. Crédits : CNES, 2018.

Quels risques pour les populations ?

Si le CNES travaille à ces simulations, c'est à la demande du Centre opérationnel de surveillance militaire des objets spatiaux (COSMOS) de l'armée de l'Air française. Objectif : savoir si des éléments de Tiangong-1 sont susceptibles de retomber sur le territoire français. En raison de l'inclinaison de l'orbite de Tiangong-1, la quasi-totalité de l'hexagone français est épargné (Perpignan excepté). Mais le risque est bien réél pour la Corse et certains territoires d'outre-mer : la Martinique, La Réunion,... « Si on ramène la superficie de ces îles à celle de la zone survolée par la station, cela nous donne 1 chance sur 40 000 de tomber en Corse, 1 chance sur 308 000 de tomber en Martinique, 1 chance sur 138 000 de tomber sur La Réunion » précise l'ingénieur. 

 En raison de son orbite très inclinée, Tiangong-1 ne survole que les régions situées entre les latitudes de 42,8° Nord et 42,8° Sud. En 24h, sa vitesse l'amène à faire plusieurs fois le tour de la Terre et à passer au-dessus de très nombreux pays comme le montre un exemple de trace au sol simulée sur 1 jour (traits jaunes). Crédits : CNES, 2018.

Quel lieu précis de retombée ?

Difficile toutefois de prédire les régions et pays d'impacts un jour, voire même une heure, avant la rentrée atmosphérique ! « De manière générale, comme les objets en orbite évoluent à 7 km/s , la zone de retombée possible même une heure avant, correspond pratiquement à une révolution orbitale complète, soit à un ruban de l'ordre de quelques dizaines de milliers de kilomètres. Pour donner un ordre d’idée, à cette vitesse, il faut 2 min pour aller de Lille à Perpignan. De plus, il y aura probablement plusieurs impacts potentiellement éloignés dans le ruban identifié. Il est impossible de prévoir à coup sûr la retombée sur une ville particulière » explique Stéphane Christy.

La probabilité d’impact sur une zone à forte densité de population est donc faible...

La probabilité d’impact sur une zone à forte densité de population est donc faible, mais loin d’être négligeable. Si par malheur un gros objet comme un réservoir retombait dans une zone habitée, cela pourrait occasionner de gros dégâts au sol. Cependant, cela n’est jamais arrivé jusqu’à maintenant.

Selon l'ESA, le risque d'être touché par un morceau de débris du Tiangong-1 est 10 millions de fois plus faible que celui d'être frappé par la foudre durant une année.

Chaque année, une multitude d'objets spatiaux pénètre dans l'atmosphère terrestres : boosters et corps de fusées, satellites, cargos de ravitaillement de l'ISS. Ces rentrées se font généralement de manière prévue et/ou contrôlée au-dessus d'océans. Dans le cas de Tiangong-1, cette rentrée est incontrôlée : il ne sera pas possible d'activer des moteurs pour imposer à l'engin une plongée atmosphérique au-dessus de l'Océan Pacifique. Crédits : ESA.

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