Après près de 70 ans de vol spatial, les débris spatiaux sont devenus un problème assez sérieux. Cette ordure, qui flotte en orbite terrestre basse (LEO), se compose des premiers étages de fusée épuisés et de satellites non fonctionnels et constitue une menace majeure pour les missions à long terme comme la Station spatiale internationale et les futurs lancements spatiaux. Et selon les chiffres publiés par le Space Debris Office du Centre européen d'opérations spatiales (ESOC), le problème ne fait qu'empirer.

En outre, les agences spatiales et les entreprises aérospatiales privées espèrent lancer beaucoup plus de satellites et d'habitats spatiaux dans les années à venir. En tant que tel, La NASA a commencé à expérimenter une nouvelle idée révolutionnaire pour éliminer les débris spatiaux. Il est connu sous le nom de vaisseau spatial RemoveDebris, qui a récemment été déployée depuis l'ISS pour effectuer une série de démonstrations technologiques d'élimination active des débris (ADR).

Ce satellite a été assemblé par Surrey Satellite Technology Ltd. et le Surrey Space Center (à l'Université de Surrey au Royaume-Uni) et contient des expériences fournies par plusieurs sociétés aérospatiales européennes. Il mesure environ 1 mètre (3 pieds) de côté et pèse environ 100 kg (220 lb), ce qui en fait le plus gros satellite déployé sur l'ISS à ce jour.

Le but du vaisseau spatial RemoveDebris est de démontrer l'efficacité des filets à débris et des harpons pour capturer et retirer les débris spatiaux de l'orbite. En tant que Sir Martin Sweeting, le directeur général de SSTL, a déclaré dans une déclaration récente :

"L'expertise de SSTL dans la conception et la construction low cost, les missions de petits satellites ont été fondamentales pour le succès de RemoveDEBRIS, un démonstrateur technologique de référence pour les missions actives d'élimination des débris qui marquera le début d'une nouvelle ère d'élimination des déchets spatiaux en orbite terrestre."

Outre le Centre spatial de Surrey et SSTL, le consortium derrière le vaisseau spatial RemoveDebris comprend Airbus Defence and Space - la deuxième plus grande entreprise spatiale au monde - Airbus Safran Launchers, Solutions Innovantes dans l'Espace (ISIS), CSEM, Inria, et l'Université de Stellenbosch. Le vaisseau spatial, selon le site Web du Surrey Space Center, se compose des éléments suivants :

"La mission comprendra une plate-forme satellite principale (~ 100 kg) qui, une fois en orbite, déploiera deux CubeSats comme cibles de débris artificiels pour démontrer certaines des technologies (capture nette, capture au harpon, navigation basée sur la vision, désorbitation de la dragsail). Le projet est cofinancé par la Commission européenne et les partenaires du projet, et est dirigé par le Surrey Space Center (SSC), Université de Surrey, ROYAUME-UNI."

Au nom de la démonstration, le "vaisseau-mère" déploiera deux cubesats qui simuleront deux débris spatiaux. Pour la première expérience, l'un des CubeSats - désigné DebrisSat 1 - gonflera son ballon embarqué afin de simuler un plus gros morceau de ferraille. Le vaisseau spatial RemoveDebris déploiera alors son filet pour le capturer, puis guidez-le dans l'atmosphère terrestre où le filet sera relâché.

Le deuxième CubeSat, nommé DebrisSat 2, sera utilisé pour tester les lasers de suivi et de télémétrie du vaisseau-mère, ses algorithmes, et sa technologie de navigation basée sur la vision. La troisième expérience, qui testera la capacité du harpon à capturer les débris spatiaux en orbite, devrait avoir lieu en mars prochain. Pour des raisons juridiques, le harpon ne sera pas testé sur un vrai satellite, et consistera plutôt en un vaisseau-mère étendant un bras avec une cible au bout.

Le harpon sera ensuite tiré sur une longe à 20 mètres par seconde (45 mph) pour tester sa précision. Après avoir été lancé à la station le 2 avril, le satellite a été déployé à partir du module de laboratoire japonais Kibo de l'ISS le 20 juin par le bras robotique canadien des stations. Comme Guillermo Aglietti, le directeur du Surrey Space Center, expliqué dans une interview avec SpaceFlight Now avant le lancement du vaisseau spatial vers l'ISS :

"Le net, comme moyen de capturer les débris, est une option très flexible car même si les débris tournent, ou a une forme irrégulière, le capturer avec un filet est relativement peu risqué par rapport à… aller avec un bras robotisé, car si les débris tournent très vite, et vous essayez de le capturer avec un bras robotique, alors clairement il y a un problème. En outre, si vous devez capturer les débris avec un bras robotisé ou une pince, vous avez besoin d'un endroit où vous pouvez saisir votre morceau de débris sans en casser un seul morceau."

L'expérience du réseau est actuellement prévue pour septembre 2018, tandis que la deuxième expérience est prévue pour octobre. Lorsque ces expériences sont terminées, le ravitailleur déploiera sa dragsail pour agir comme un mécanisme de freinage. Cette voile extensible subira des collisions avec des molécules d'air dans l'atmosphère extérieure de la Terre, réduisant progressivement son orbite jusqu'à ce qu'il pénètre dans les couches les plus denses de l'atmosphère terrestre et brûle.

Cette voile garantira que le vaisseau spatial se désorbite dans les huit semaines suivant son déploiement, plutôt que les deux ans et demi estimés qu'il faudrait pour se produire naturellement. A cet égard, le vaisseau spatial RemoveDebris démontrera qu'il est capable de s'attaquer au problème des débris spatiaux sans l'aggraver.

À la fin, le vaisseau spatial RemoveDebris testera un certain nombre de technologies clés conçues pour rendre l'élimination des débris orbitaux aussi simple et rentable que possible. S'il s'avère efficace, l'ISS pourrait recevoir plusieurs vaisseaux spatiaux RemoveDebris dans le futur, qui pourraient ensuite être déployés progressivement pour éliminer les plus gros débris spatiaux qui menacent la station et les satellites opérationnels.

Conor Brown est le gestionnaire des charges utiles externes de Nanoracks LLC, la société qui a développé le système Kaber à bord du module de laboratoire Kibo pour accueillir le nombre croissant de MicroSats déployés à partir de l'ISS. Comme il l'a exprimé dans une récente déclaration :

"C'est merveilleux d'avoir contribué à faciliter cette mission révolutionnaire. RemoveDebris fait la démonstration de technologies actives d'élimination des débris extrêmement intéressantes qui pourraient avoir un impact majeur sur la façon dont nous gérons les débris spatiaux à l'avenir. Ce programme est un excellent exemple de la façon dont les capacités des petits satellites ont développé et comment la station spatiale peut servir de plate-forme pour des missions de cette envergure. Nous sommes tous ravis de voir les résultats des expériences et l'impact que ce projet pourrait avoir dans les années à venir.

En plus du vaisseau spatial RemoveDebris, l'ISS a récemment reçu un nouvel outil de détection des débris spatiaux. C'est ce qu'on appelle le capteur de débris spatiaux (SDS), un capteur d'impact calibré monté à l'extérieur de la station pour surveiller les impacts causés par des débris spatiaux à petite échelle. Couplé à des technologies conçues pour nettoyer les débris spatiaux, une surveillance améliorée garantira que la commercialisation (et peut-être même la colonisation) de LEO peut commencer.