SpaceX a suscité de nombreux éloges et critiques avec la création de Starlink, une constellation qui fournira un jour un accès Internet haut débit au monde entier. À ce jour, la société a lancé plus de 800 satellites et (à partir de cet été) les produit à un rythme d'environ 120 par mois. Il est même prévu d'avoir une constellation de 42, 000 satellites en orbite avant la fin de la décennie.

Cependant, il y a eu des problèmes en cours de route, également. Outre les préoccupations habituelles concernant la pollution lumineuse et les interférences radioélectriques (RFI), il y a aussi le taux d'échec que ces satellites ont connu. Spécifiquement, environ 3% de ses satellites se sont avérés insensibles et ne manœuvrent plus en orbite, ce qui pourrait s'avérer dangereux pour d'autres satellites et engins spatiaux en orbite.

Afin d'éviter les collisions en orbite, SpaceX équipe ses satellites de propulseurs à effet Hall en krypton (moteurs ioniques) pour surélever leur orbite, manœuvrer dans l'espace et se désorbiter en fin de vie. Cependant, selon deux avis récents SpaceX émis à la Federal Communications Commission (FCC) au cours de l'été (mi-mai et fin juin), plusieurs de leurs satellites ont perdu leur capacité de manœuvre depuis leur déploiement.

Malheureusement, la société n'a pas fourni suffisamment d'informations pour indiquer lesquels de leurs satellites ont été touchés. Pour cette raison, L'astrophysicien Jonathan McDowell du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) et du Chandra X-ray Center a présenté sa propre analyse du comportement orbital des satellites pour suggérer quels satellites ont échoué.

L'analyse a été publiée sur le site Web de McDowell (Jonathan's Space Report), où il a combiné les propres données de SpaceX avec des sources du gouvernement américain. De là, il a déterminé qu'environ 3% des satellites de la constellation ont échoué parce qu'ils ne répondent plus aux commandes. Naturellement, un certain niveau d'attrition est inévitable, et 3% est relativement faible au fur et à mesure que les taux d'échec disparaissent.

Mais chaque satellite incapable de manœuvrer en raison de problèmes de communication ou de système de propulsion crée un risque de collision pour les autres satellites et engins spatiaux. Comme McDowell l'a dit Interne du milieu des affaires :

"Je dirais que leur taux d'échec n'est pas énorme. Ce n'est pas pire que les taux d'échec de n'importe qui d'autre. Le problème est que même un taux d'échec normal dans une constellation aussi énorme va se retrouver avec beaucoup de déchets spatiaux."

syndrome de Kessler

Nommé d'après les scientifiques de la NASA Donald J. Kessler, qui l'a proposé pour la première fois en 1978, Le syndrome de Kessler fait référence à la menace posée par les collisions en orbite. Ceux-ci conduisent à des ruptures catastrophiques qui créent plus de débris qui conduiront à d'autres collisions et ruptures, etc. Lorsque l'on prend en compte les taux d'échec et les plans à long terme de SpaceX pour une « mégaconstellation, " ce syndrome dresse naturellement sa tête laide.

Il n'y a pas longtemps, SpaceX a obtenu l'autorisation de la Federal Communications Commission (FCC) pour déployer environ 12, 000 satellites Starlink sur des orbites allant de 328 km à 580 km (200 à 360 mi). Cependant, des dépôts plus récents auprès de l'Union internationale des télécommunications (UIT) montrent que la société espère créer une mégaconstellation de 42 personnes, 000 satellites.

Dans ce cas, un taux d'échec de 3% équivaut à 360 et 1, 260 (respectivement) 250 kg (550 lbs) satellites devenant obsolètes au fil du temps. Depuis février 2020, selon le Space Debris Office (SDO) de l'ESA, il y en a actuellement 5, 500 satellites en orbite autour de la Terre—environ 2, 300 d'entre eux sont encore opérationnels. Cela signifie (en utilisant des mathématiques nues) qu'une mégaconstellation Starlink complète augmenterait le nombre de satellites non fonctionnels en orbite de 11% à 40%.

Le problème des débris et des collisions semble encore plus menaçant si l'on considère la quantité de débris en orbite. Au-delà des satellites non fonctionnels, le SDO estime également qu'il y en a actuellement 34, 000 objets en orbite mesurant plus de 10 cm (~4 pouces) de diamètre, 900, 000 objets entre 1 cm à 10 cm (0,4 à 4 pouces), et 128 millions d'objets entre 1 mm et 1 cm.

Stratégies d'atténuation

Naturellement, SpaceX a souligné que le risque de collision est très faible. Dans leurs dépôts auprès de la FCC en avril 2017, SpaceX a abordé la possibilité de risques de collision en supposant des taux de "défaillance du satellite entraînant l'incapacité d'exécuter des procédures d'évitement de collision de 10, 5 et 1 pour cent." En réponse, la société a indiqué que même un risque de 1% était peu probable, compte tenu des spécifications et directives suivantes :

• Concevoir la constellation Starlink pour dépasser les directives de réduction des débris de la NASA et un « programme de surveillance agressif » pour détecter les problèmes potentiels et désorbiter les satellites affectés.
• Un calendrier de déploiement incrémentiel sur une longue période de temps (qu'ils réalisent en déployant un lot de 60 satellites par lancement).
• Un processus de conception itératif qui tire parti des nouvelles technologies et des mises à niveau, éviter de lancer d'autres satellites identifiés comme problématiques, et désorbiter ceux identifiés comme un risque.

Durer, mais pas des moindres, SpaceX a souligné qu'il effectue des simulations, ce qu'il corrobore avec les informations du Joint Space Operations Center (JSpOC) de l'USAF et du modèle d'ingénierie des débris orbitaux de la NASA. De là, ils ont affirmé que sur la base d'un taux de défaillance du satellite de 1 % et d'aucune manœuvre corrective, il y avait "environ 1% de chance par décennie qu'un satellite SpaceX défaillant entre en collision avec un débris suivi".

Déploiement de 60 satellites Starlink confirmé pic.twitter.com/x83OvjB4Pa

– SpaceX (@SpaceX) 6 octobre 2020

Il existe également le scénario probable dans lequel les satellites Starlink se désorbitent naturellement si leurs systèmes de propulsion tombent en panne et qu'ils sont incapables d'augmenter leur orbite ou d'appliquer une poussée corrective. Mais même avec leurs orbites inférieures, par rapport à d'autres satellites de télécommunications, ce processus prendra encore un à cinq ans. À la fin de la journée, il n'y a aucune garantie, juste vigilance et préparation.

En attendant, Musk a annoncé plus tôt ce mois-ci qu'avec le dernier lot de leurs satellites mis en orbite, Starlink prévoit de lancer un test bêta de son service Internet. "Une fois que ces satellites ont atteint leur position cible, nous serons en mesure de déployer une version bêta publique assez large dans le nord des États-Unis et, espérons-le, dans le sud du Canada. D'autres pays à suivre dès que nous recevrons l'approbation réglementaire, ", a-t-il tweeté.