Surexploité, l’espace en devient-il dangereux?

Le 23 avril dernier, la mission Alpha de la NASA permettait à quatre astronautes de rejoindre la Station spatiale internationale (ISS). Ce fut, pour la seconde fois, la capsule Crew Dragon de l’entreprise américaine SpaceX, propulsée par une fusée Falcon 9, qui assura cette mission.

Cet événement confirme la place désormais centrale occupée par SpaceX dans la politique spatiale américaine, de même que le rôle incontournable de l’initiative privée dans ce processus. La croissance soudaine et presque sans limites de ces acteurs d’un nouveau type pose, toutefois, d’importantes questions quant à la survivabilité à long terme du modèle d’expansion spatiale qu’ils promeuvent.

Depuis plus de deux décennies, les activités spatiales des Etats ont en effet témoigné d’une intensification sans précédent. Cette montée en puissance s’explique en raison de la concordance de trois phénomènes qui ont affecté de manière durable le secteur depuis la fin de la guerre froide.

Le premier phénomène est l’extension horizontale et verticale des technologies numériques et des réseaux. Extension horizontale, tout d’abord, qui s’explique par le fait que l’écrasante majorité des sociétés de la planète est aujourd’hui dépendante des services fournis ou soutenus par l’internet. Extension verticale, ensuite, parce que les différentes strates de la société, de l’individu aux institutions, recourent aux technologies des réseaux pour la conduite de leurs activités respectives.

Le second phénomène découle de l’augmentation du nombre d’Etats disposant désormais d’une politique spatiale, soit qu’ils soient parvenus à développer leur propre infrastructure scientifique et technologique pour déployer leurs lanceurs, satellites et services associés (à l’exemple de la Chine), soit qu’ils peuvent avoir recours aux moyens spatiaux d’Etats partenaires dans le cadre de coopérations industrielles.

Le troisième et dernier phénomène est la diversification qualitative des acteurs scientifiques et technologiques mettant en œuvre une politique spatiale. Longtemps restés seuls maîtres du « jeu spatial », les États qui dominaient le secteur partagent aujourd’hui ce « domaine réservé » avec l’entrepreneuriat privé (Denis et al., 2020). Il est, à cet égard, important de préciser la portée de cette transformation. L’entrepreneuriat privé n’agit plus seulement comme « simple » sous-traitant des autorités publiques ; il développe ses propres politiques spatiales et définit en interne ses programmes en fonction de ses objectifs de marché et de croissance. Ainsi SpaceX, cheville ouvrière de la NASA, dispose-t-elle de son propre programme de constellation de satellites pour l’internet : Starlink. Amazon œuvre, pour sa part, au déploiement de sa constellation Kuiper.

Ambitions entrepreneuriales

Il serait particulièrement tentant de percevoir dans ce regain des ambitions entrepreneuriales l’expression moderne d’une renaissance de la « course à l’espace ».

La situation contemporaine est, pourtant, à bien des égards, très différente de celle qui prévalait à la charnière des années 1960 et 1970.

Certes, l’ampleur et le degré de concentration de l’effort industriel, financier et humain qui, tant du côté des Etats-Unis que de l’Union soviétique, avaient permis les prouesses techniques de l’époque est certainement sans égal en comparaison avec la dimension des politiques actuelles.

Pourtant, l’extension actuelle du champ spatial à l’ensemble des secteurs d’activité de nos sociétés, des loisirs à la guerre, doit nous conduire à nous interroger sur la fragilité de nos architectures numériques devenues dépendantes comme jamais auparavant des satellites, de leurs infrastructures au sol et des moyens de soutien.

Cette évolution s’exprime au travers de quelques chiffres. Depuis 1972, année de la mission Apollo 17, la dernière à avoir emmené des hommes sur la lune, l’exploitation continue de l’espace circumterrestre n’aura jamais connu de ralentissement réel.

S’inspirant du modèle de la NASA, un nombre croissant d’Etats ont créé leur propre agence en confiant à celle-ci le soin de mettre en œuvre la politique spatiale nationale : le CNES français, l’ESA européenne, la JAXA japonaise, l’ISRO indienne, la CNSA chinoise (Bernat, 2020).

"Space Rush"

L’irruption du nouvel entrepreneuriat spatial, aussi désigné « Space 2.0 », a constitué tout à la fois un véritable tournant et un accélérateur des dynamiques engagées.

En amorçant en 1998 une première forme de libéralisation des produits et services issus du spatial, l’administration Clinton, en permettant la commercialisation par Digital Globe des images satellites à haute résolution, ouvrit une brèche dans laquelle un nombre croissant d’entreprises se précipitèrent.

L’immense majorité d’entre elles déploient aujourd’hui leurs activités dans le secteur des satellites. Ce sont pourtant les nouveaux entrants que sont SpaceX (2002) et Blue Origin qui marquent le plus les esprits. Sans doute parce qu’elles entendent supplanter les acteurs industriels historiques les plus visibles du secteur en proposant des services de lancement en dessous des prix du marché et, qui plus est, basés sur des processus innovants et disruptifs.

Cette « ruée vers l’espace » (Space Rush) envisage même, dans un futur plus lointain, l’exploitation minière des objets célestes et autres satellites naturels.

La privatisation progressive du secteur spatial a conduit à un accroissement sensible des lancements et des projets, tout en permettant une certaine démocratisation de l’accès à l’espace et aux services au travers d’une politique agressive de réduction des prix (le lancement d’une Falcon 9 est dix fois moins cher que ce que pouvait coûter l’envoi d’une navette) (Jones, 2018).

Il s’agit là, du point de vue du développement industriel, d’un cercle vertueux dont la logique a tendance à se renforcer.

Jungle ou poubelle?

Mais toute médaille a son revers. Et l’engouement des Etats et des sociétés privées pour l’espace n’est pas sans conséquence.

Selon les données de l’Agence spatiale européenne, depuis le lancement de Spoutnik 1 en 1957, on a comptabilisé pas moins de 5.990 lancements de fusées. Le nombre total de satellites connus placés en orbite oscille aux alentours de 10.500. Un peu plus de 6.000 d’entre eux se trouvent toujours en orbite. Parmi ceux-ci, seulement 3.300 sont toujours en fonction (Bernat, 2020).

L’Agence spatiale européenne estime que le nombre total de défaillances, d’explosions, de collisions et autres anomalies survenues en orbite approche des 550. La masse totale des divers objets spatiaux gravitant dans les orbites terrestres s’établit à près de 9.100 tonnes.

Le nombre de débris quant à lui se répartit de la manière suivante : 34.000 objets d’une taille supérieure à 10 cm, 900.000 objets d’une taille comprise entre 1 et 10 cm et… 128 millions objets d’une taille située entre 1 mm et 1 cm. Jungle ou poubelle ? La qualification de ce vers quoi évolue l’environnement immédiat de la Terre prête à débat.

Bien sûr, le traçage de ces débris est surveillé de près par diverses agences à travers le monde qui en étudient l’évolution (1). Et l’illusion de sûreté que confèrent la multiplication des lancements et les placements de satellites semble pouvoir nous conforter dans l’impression selon laquelle le progrès n’aurait aucune limite.

Un écosystème spatial en danger

Il n’en est pourtant rien. Aujourd’hui, des voix s’élèvent pour alerter l’opinion publique, les décideurs, mais aussi les entreprises du secteur, sur les risques que pourrait faire peser cet entrepreneuriat débridé sur la continuité des services et la garantie de l’accès à l’espace.

C’est le syndrome Kessler (Adushkin et al., 2020) qui refait surface et, avec lui, les inquiétudes sur l’avenir de l’écosystème spatial (Denis et al., 2020).

Originellement développé par deux astronomes de la NASA – Donald J. Kessler et Burt G. Cour-Palais – dans un article paru en 1978 (Kessler & Cour-Palais, 1978), le concept de « collision en cascade » (injustement réduit à l’expression de « syndrome Kessler ») décrivait les principes régissant la formation des anneaux autour des planètes à partir d’astéroïdes et de météorites.

L’approche fut ensuite transposée à l’étude de la pollution orbitale autour de la Terre. Les orbites basses et géostationnaires sont particulièrement en proie à ce risque. Or, l’essentiel de nos dispositifs satellitaires y sont localisé.

L’orbite basse abrite la plupart de nos capacités de télédétection, d’imagerie spatiale et de communication. L’hypothèse d’un scénario à la « Kessler – Cour-Palais » s’avérerait dévastatrice pour l’avenir des programmes spatiaux, la sécurité des lanceurs, l’avenir des missions scientifiques et, dans la pire des conjectures, la sûreté des populations au sol et la survie de l’ISS.

Mais ce ne sont peut-être pas là les scénarios du pire. La perspective de destruction d’un satellite militaire par un objet incontrôlé ou un débris engendré par une collision fortuite – éventuellement en cascade, avec des répercussions sur d’autres systèmes appartenant à d’autres nations ou organisations – engendrerait des conséquences lourdes pour la paix entre les puissances spatiales qui pourraient mutuellement s’accuser de vouloir déclencher un conflit majeur.

À l’heure où quelques nations (Etats-Unis, Royaume-Uni, France) se dotent de structures militaires pour la défense de leurs capacités spatiales, et tandis que l’OTAN désigne l’espace comme un « milieu opérationnel à part entière » pour justifier de la création prochaine en Allemagne d’un centre de commandement dédié, une telle hypothèse ne relève plus seulement de la science-fiction.

Tout au long de l’histoire, le progrès technologique a été traversée par de multiples paradoxes, allant parfois jusqu’à remettre en cause les bénéfices que ce même progrès était supposé apporter.

La conquête spatiale et les technologies qui l’ont servie ont indéniablement participé à l’accroissement de la prospérité d’un nombre toujours plus grand de pays. Les apports directs et indirects des percées techniques issues du secteur spatial ont pénétré chaque secteur d’activité de nos sociétés ; ils ont permis l’émergence de solutions nouvelles, la survenance de découvertes scientifiques, ils ont fourni la réponse à des besoins existants et, souvent aussi, conduit à la création de besoins nouveaux.

Sauf à espérer un sursaut des responsables politiques pour l’instauration de mesures de régulation renforcées et l’instauration de bonnes pratiques, la surexploitation de notre environnement circumterrestre risque fort d’engendrer de nouvelles sources d’insécurité, de conduire à une rétrogradation économique et, peut-être à des dégradations sociétales inédites.

Alain De Neve*
Chargé de recherches au Centre d’études de sécurité et défense (CESD) de l’Institut royal supérieur de défense (IRSD)

*Les propos de l’auteur n’engagent pas les institutions de référence.

Références

Adushkin, V. V., Aksenov, O. Y., Veniaminov, S. S., Kozlov, S. I., & Tyurenkova, V. V. (2020). The small orbital debris population and its impact on space activities and ecological safety. Acta Astronautica, 176. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.01.015

Bernat, P. (2020). ORBITAL SATELLITE CONSTELLATIONS AND THE GROWING THREAT OF KESSLER SYNDROME IN THE LOWER EARTH ORBIT. Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych, 4. https://doi.org/10.37105/iboa.94

Denis, G., Alary, D., Pasco, X., Pisot, N., Texier, D., & Toulza, S. (2020). From new space to big space: How commercial space dream is becoming a reality. Acta Astronautica, 166. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.08.031

Jones, H. W. (2018). The Recent Large Reduction in Space Launch Cost. 48th International Conference on Environmental Systems, July 2018.

Kessler, D. J., & Cour-Palais, B. G. (1978). COLLISION FREQUENCY OF ARTIFICIAL SATELLITES: THE CREATION OF A DEBRIS BELT. J Geophys Res, 83(A6). https://doi.org/10.1029/JA083iA06p02637

(1) La NASA dispose de son Orbital Debris Program Office (ODPO) et l’Agence spatiale européenne possède le Space Debris Office (SDO). On ajoutera que plusieurs programmes au sein de l’Agence spatiale européenne travaillent sur une observation et une modélisation des débris spatiaux et de leur évolution : MASTER (Meteroid and Space Debris Terrestrial Envirnoment Reference, RIUNDO (On-Ground Risk Estmiation for Uncontrolled Reentries) et PROOF (Program for Radar and Optical Observation Forcasting).