Chute de satellites : l’erreur de 40 km que les sismomètres ont révélée

La multiplication des missions spatiales et des déploiements de satellites en orbite s'accompagne inévitablement d'une augmentation du nombre de déchets spatiaux. Une partie de ces débris finit toujours par rentrer dans l'atmosphère terrestre de manière incontrôlée, posant un risque pour la sécurité du public.

« Les rentrées atmosphériques sont de plus en plus fréquentes. L'année dernière, plusieurs satellites pénétraient dans notre atmosphère chaque jour, et nous ne disposons d'aucune vérification indépendante de leur point d'entrée, de leur désintégration, de leur combustion ou de leur impact sur le sol », explique Benjamin Fernando, auteur principal de l'étude.

Une approche sismique pour surveiller les chutes de débris spatiaux

Les chercheurs proposent donc une nouvelle méthode de suivi des débris en chute libre en utilisant les réseaux existants de sismomètres. L'avantage d'utiliser ces instruments est qu'ils fournissent, presque en temps réel, des informations bien plus détaillées que celles dont disposent aujourd'hui les autorités.

Ces données sont cruciales pour localiser rapidement des zones de chute afin de récupérer les débris souvent carbonisés et potentiellement toxiques. Pour démontrer l'efficacité des sismomètres, les chercheurs ont analysé la rentrée atmosphérique du module orbital du vaisseau chinois Shenzhou-15 le 2 avril 2024.s

Pesant un peu plus de 1,5 tonne pour près d'un mètre de large, ce débris était suffisamment massif pour représenter un risque potentiel pour les populations. Les données de 127 sismomètres répartis dans le sud de la Californie ont permis de calculer sa trajectoire et sa vitesse.

Comment les sismomètres détectent les débris en rentrée atmosphérique

Les analyses avaient d'ailleurs révélé que la trajectoire réelle du module différait d'environ 40 kilomètres de celle prédite par les modèles orbitaux utilisés par les autorités.

Mais alors, comment cela fonctionne-t-il ? Lorsqu'un débris spatial pénètre dans l'atmosphère terrestre, il se déplace à une vitesse largement supérieure à celle du son. Cette vitesse supersonique génère des ondes de choc qui se propagent dans l'air avant de se transmettre au sol sous forme de vibrations.

Même si elles sont de faible amplitude, ces vibrations peuvent être détectées par des réseaux de sismomètres conçus pour enregistrer les moindres mouvements du sol.

Quand les vibrations du sol indiquent la trajectoire d'un débris spatial

Les chercheurs analysent le moment d'arrivée et l'intensité des signaux enregistrés par chaque station pour savoir quels sismomètres ont été enregistrés et dans quel ordre.

C'est la cartographie de ces signaux qui permet de reconstituer la trajectoire du débris spatial dans l'atmosphère, mais aussi d'en estimer la vitesse et l'altitude. Les variations d'intensité fournissent quant à elles des indices sur les différentes phases de fragmentation de l'objet au cours de sa chute.

Cette approche est déjà très prometteuse mais, comme le souligne Benjamin Fernando, « il est important de développer un maximum de méthodes pour suivre et caractériser les débris spatiaux ».

Source : Science