Crédit :Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT)
Météosat-7, Le plus ancien satellite météorologique opérationnel d'EUMETSAT, demain commence son dernier voyage vers la grande orbite du cimetière dans le ciel.
Après près de 20 ans de service – un exploit remarquable, compte tenu de sa durée de vie prévue de cinq ans – une série de manœuvres sera effectuée pour sortir le satellite de son orbite géostationnaire actuelle, 36, 000km au dessus de la Terre, à sa nouvelle et dernière demeure.
Donc, quelle est "l'orbite du cimetière, " pourquoi en avons-nous besoin et comment Meteosat-7 y arrivera-t-il ?
La croissance démographique suscite des craintes en matière de santé et de sécurité
Aujourd'hui, des milliers de satellites volent sur différents types d'orbites autour de la Terre.
Comme les satellites ont une durée de vie limitée, il faut veiller à ce que les engins spatiaux qui ne sont plus opérationnels et pouvant être contrôlés depuis la Terre ne présentent aucun risque pour les autres partageant le même espace.
Les satellites en orbite basse - comme le satellite Metop d'EUMETSAT, qui orbitent autour de la planète à une altitude de 817 km sur une trajectoire qui les conduit au-dessus des pôles - sont aujourd'hui tenus de réserver suffisamment de carburant à la fin de leur service pour permettre aux opérateurs de les manœuvrer sur une orbite plus basse qui les fera rentrer et brûler dans l'atmosphère terrestre en 25 ans.
Cependant, comme l'a expliqué Milan Klinc, ingénieur en dynamique de vol d'EUMETSAT, c'est un scénario de fin de vie impossible pour les satellites géostationnaires, comme Meteosat-7 et les satellites plus modernes Meteosat de deuxième génération (MSG), en orbite autour de la Terre à une altitude de 36, 000km.
"Aucun satellite ne peut revenir dans l'atmosphère terrestre à partir de là, " a déclaré Klinc.
"Il faudrait que le satellite transporte trop de propergol – ce serait trop lourd.
Météosat-7. Crédit :Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT)
"Le mieux qu'ils puissent faire est d'augmenter nettement l'altitude du satellite."
Protéger la région de l'orbite géostationnaire
L'« orbite du cimetière » n'est pas une orbite réelle mais, plutôt, une région, où les vieux satellites ne constitueront pas une menace pour ceux encore en service. Cette région protégée a été fixée à une altitude géostationnaire (36, 000km) plus 200km, Klinc a expliqué.
Initialement, cette solution a été trouvée par accord entre différentes agences spatiales. Cependant, il est devenu plus formel grâce à une recommandation du Comité de coordination inter-agences sur les débris spatiaux (IADC), qui est une internationale, forum gouvernemental coordonnant les activités liées aux problèmes des débris spatiaux artificiels et naturels.
Maintenant, il existe une norme de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) relative à la réduction des débris spatiaux qui doit être suivie.
"Vous devez cibler, avec 90 % de probabilité, que vous effacerez cette région de plus de 200 km, " a déclaré Klinc.
"Nous atteindrons très probablement 500 à 600 km au-dessus de la région protégée géostationnaire avec Meteosat-7."
Une fois que le satellite a atteint une distance de sécurité de la région protégée géostationnaire, des mesures préventives seront prises pour minimiser le potentiel de rupture du satellite à l'avenir.
Ces mesures consistent à :épuiser autant que possible tout le gaz propulseur résiduel et le gaz de pressurisation encore contenus dans le système de réservoir, décharger et débrancher les batteries, tirer des dispositifs pyrotechniques redondants et éteindre la quasi-totalité des équipements à bord.
Une illustration graphique (pas à l'échelle) des manœuvres de brûlage nécessaires pour remettre en orbite Meteosat-7 vers l'orbite du cimetière. Crédit :Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT)
S'y rendre
Pour atteindre cette orbite cimetière, Meteosat-7 subira une série de "manœuvres de brûlage, " toutes les demi-orbites, augmenter son altitude par étapes.
"Nous l'avons conçu pour qu'après la combustion numéro trois, nous aurons nettoyé la région protégée, " dit Klinc.
"Nous avons laissé une marge d'incertitude et continuerons à manœuvrer plus haut, avec jusqu'à neuf manœuvres de brûlage."
Meteosat-7 est un satellite en rotation, tournant 100 fois par minute. En même temps qu'il est réorbité, le satellite va réduire sa vitesse de rotation, en sélectionnant soigneusement le propulseur à utiliser dans les manœuvres orbitales.
Klinc est crédité d'avoir proposé cette technique pour la première fois pour les satellites Meteosat. Il a été utilisé avec succès avec Meteosat-5, qui a été retiré de l'orbite du cimetière en 2007, et Météosat-6, en 2011. Dans les deux cas, une réduction significative de la vitesse de rotation finale du satellite a été obtenue sans aucun coût supplémentaire de carburant.
Ceci est nécessaire pour réduire les charges centrifuges sur la structure du satellite et s'assurer que si, par exemple, après 100 ans dans l'orbite du cimetière, un morceau du satellite devait se détacher, il ne serait pas propulsé dans la région géostationnaire protégée par la rotation du vaisseau spatial.
Un dernier lieu de repos ?
Ainsi, "l'orbite du cimetière" n'est pas vraiment une orbite et le terme est potentiellement trompeur à un autre égard également.
Un jour, il se peut bien que ce ne soit pas la dernière demeure des anciens satellites, a dit Klinc.
Le nombre de satellites sur l'orbite du cimetière se compte probablement déjà par centaines et, avec plus de nouveaux vaisseaux spatiaux lancés chaque année, cette région pourrait également devenir trop peuplée.
Le lancement de Meteosat-7 le 2 septembre, 1997. Crédit :Organisation européenne pour l'exploitation de satellites météorologiques (EUMETSAT)
"Les débris spatiaux sont un problème majeur, " a déclaré Klinc.
"Nous reconnaissons que l'orbite du cimetière ne peut être qu'une solution temporaire.
"Nous ne sommes qu'au début, stades théoriques pour le moment, mais nous devons rechercher une solution permanente consistant à retirer ou à récupérer les anciens satellites. »
À propos de Météosat-7
Le programme Meteosat a été reconnu comme un succès européen majeur dans la stratégie spatiale pour l'Europe approuvée par la CE en octobre 2016.
Meteosat-7 a été lancé le 2 septembre 1997 et était le dernier de la première génération de satellites Meteosat.
Les satellites Meteosat de première génération avaient une durée de vie prévue de cinq ans. Le fait que Meteosat-7 ait continué à fournir des données et des images qui aident à sauver des vies et des biens et à éviter des pertes économiques pendant près de 20 ans témoigne d'une conception robuste et d'opérations de vol prudentes.
Après sa phase de lancement et de mise en service, Météosat-7 était stationné à 0° de longitude, jusqu'au passage à 57°E en 2006 pour remplacer Meteosat-5 dans la fourniture du service de couverture des données de l'océan Indien (IODC). D'ici là, Les satellites MSG avaient repris le service 0°.
Meteosat-7 est mis hors service et éteint, mettre un terme à une mission très réussie. Étant le dernier de la série de première génération, cela marquera également la fin des 40 ans d'histoire de ce qui fut le premier système satellitaire météorologique européen en orbite géosynchrone.
Météosat-8, Le premier satellite MSG d'EUMETSAT, a été déplacé l'an dernier à 41,5°E pour prendre le relais de Meteosat-7, fournir une couverture IODC dans le cadre d'un accord multipartite avec des Indiens, Satellites géostationnaires chinois et japonais.
