Alors qu'il travaillait au Johnson Space Center de la NASA dans les années 1970, L'astrophysicien Donald Kessler a prédit que les collisions de débris spatiaux deviendraient de plus en plus fréquentes à mesure que la densité des débris spatiaux augmenterait en orbite autour de la Terre, créant un effet de cascade. Depuis 2005, la quantité de débris en orbite a suivi une courbe de croissance exponentielle, confirmant la prédiction de Kessler.

Étant donné que le problème ne fera qu'empirer dans les années à venir, il existe une demande croissante de technologies capables d'éliminer les débris spatiaux. Suite à un processus concurrentiel, l'ESA a récemment confié à la start-up suisse ClearSpace Today la création de la première mission spatiale d'élimination des débris au monde. Cette mission, connu sous le nom de ClearSpace-1, devrait être lancé d'ici 2025 et ouvrira la voie à davantage de missions d'élimination des débris.

Maintenant, il y en a environ 29, 000 morceaux de débris spatiaux en orbite qui présentent un risque de collision grave avec les satellites et les missions spatiales. Cependant, ce ne sont que les objets qui dépassent 10 cm (~4 pouces) de diamètre. En plus de ça, il y en a 750, 000 objets dont la taille varie de 1 mm à 1 cm et 166 autres millions qui mesurent entre 1 et 10 cm (0,4 à 4 pouces) de diamètre.

Pour trouver des solutions à ce problème, une équipe de chercheurs expérimentés sur les débris spatiaux de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) s'est réunie pour lancer ClearSpace Today. Lors du récent Conseil ministériel de l'ESA (Space19+), qui a eu lieu à Séville, Espagne, fin novembre, les ministres ont convenu d'attribuer un contrat de service à un fournisseur commercial pour retirer en toute sécurité un objet inactif appartenant à l'ESA de LEO.

Avec le soutien du nouveau programme Space Safety de l'ESA, l'objectif de cette initiative est de contribuer au processus de nettoyage de l'espace orbital. À la fois, il est destiné à servir de démonstrateur qui validera les technologies nécessaires à l'enlèvement des débris. Luisa Innocenti, à la tête de l'initiative Clean Space de l'ESA, mentionné, "Les études de la NASA et de l'ESA montrent que le seul moyen de stabiliser l'environnement orbital est d'éliminer activement les gros débris. En conséquence, nous poursuivrons le développement d'orientations essentielles, les technologies de navigation et de contrôle et les méthodes de rendez-vous et de capture par le biais d'un nouveau projet appelé Active Debris Removal/In-Orbit Servicing—ADRIOS. Les résultats seront appliqués à ClearSpace-1. Cette nouvelle mission, mis en œuvre par une équipe projet de l'ESA, nous permettra de démontrer ces technologies, réaliser une première mondiale dans le processus."

Une fois en orbite, le "chasseur" ClearSpace-1 rencontrera l'étage supérieur d'un adaptateur de charge utile secondaire VEga (VESPA) qui se trouve actuellement sur une orbite d'altitude de 800 km sur 660 km (500 mi sur 410 mi). Ce débris résultait du deuxième vol du lanceur Vega, qui a eu lieu en 2013 et a mis en orbite le satellite Proba-V de l'ESA, ainsi que les premiers satellites du Vietnam et de l'Estonie.

Cette cible est un sujet idéal pour plusieurs raisons. En plus d'avoir une masse de 100 kg (220 lbs), qui est comparable à celui d'un satellite disparu, sa forme relativement simple et sa construction robuste le rendront facile à capturer et à déplacer. En tant que tel, cet étage supérieur VESPA est un bon cas de test avant toute tentative de capture plus grande, morceaux de débris plus difficiles (ou plusieurs morceaux).

Avant le rendez-vous de la mission ClearSpace-1 avec sa cible, il sera lancé sur une orbite inférieure de 500 km (mi) pour la mise en service et les tests critiques. Une fois terminé, le chasseur sera élevé jusqu'à son orbite cible et, sous la supervision de l'ESA, utilisez quatre bras robotiques pour capturer le VESPA. Les deux seront ensuite désorbités pour brûler dans l'atmosphère. Luc Piguet, le fondateur et PDG de ClearSpace, mentionné, "C'est le bon moment pour une telle mission. La question des débris spatiaux est plus pressante que jamais. Aujourd'hui, nous avons près de 2000 satellites actifs dans l'espace et plus de 3000 satellites en panne. Et dans les années à venir, le nombre de satellites va augmenter d'un ordre de grandeur, avec de multiples méga-constellations composées de centaines voire de milliers de satellites prévus en orbite terrestre basse pour offrir une large couverture, services de télécommunications et de surveillance à faible latence. Le besoin est clair d'une "dépanneuse" pour retirer les satellites défaillants de cette région à fort trafic."

Cette décision s'inscrit dans le plan le plus ambitieux à ce jour pour l'avenir de l'ESA et du secteur spatial européen. Au Conseil ministériel de cette année, l'ESA s'est engagée à augmenter considérablement le financement de la recherche et de l'exploration spatiales pour la première fois en 25 ans.

Cela comprend le premier détecteur d'ondes gravitationnelles dans l'espace - l'antenne spatiale interférométrique laser (LISA) - qui accompagnera la mission Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics (Athena) alors qu'elle étudie un trou noir. Pour des raisons évidentes, le traitement des débris spatiaux occupe une place particulière dans les plans d'avenir des agences spatiales.

En tant que l'un des principaux traqueurs de débris spatiaux, L'engagement de l'ESA envers les stratégies d'atténuation et de nettoyage ne devrait pas surprendre.

"Imaginez à quel point la navigation en haute mer serait dangereuse si tous les navires jamais perdus dans l'histoire dérivaient encore au-dessus de l'eau, " a déclaré le directeur général de l'ESA Jan Wörner. " C'est la situation actuelle en orbite, et il ne peut pas être autorisé à continuer. Les États membres de l'ESA ont apporté leur ferme soutien à cette nouvelle mission, qui ouvre également la voie à de nouveaux services commerciaux essentiels à l'avenir. »