Des chercheurs ont découvert que les sismomètres, traditionnellement utilisés pour détecter les tremblements de terre, peuvent également suivre le retour des débris spatiaux. Leur capacité à capter les ondes sonores crée une nouvelle méthode pour analyser les objets tombants sur Terre et localiser leur chute, ouvrant des perspectives passionnantes pour la sécurité spatiale.
En plus de détecter les tremblements de terre, les sismomètres sont sensibles aux bangs soniques et aux ondes sonores produites par les objets entrant dans l’atmosphère terrestre : les chercheurs ont démontré que ces instruments peuvent être utilisés pour surveiller le retour des débris spatiaux et aider à localiser où ils pourraient être tombés.
Des débris spatiaux brûlent dans le ciel du Nord de la France le 27 août 2024, dus au retour de l’un des satellites du réseau Starlink d’Elon Musk / Crédit Bernhard Heinzle /X.com
La chute de débris spatiaux sur Terre, comme les satellites hors d’usage, les fusées utilisées pour les lancements et d’autres fragments de matériel spatial, constitue un problème de plus en plus urgent, lié à l’expansion rapide de l’industrie spatiale, avec une croissance importante du nombre de satellites lancés et des missions spatiales.
La probabilité que ces débris frappent une personne est considérée comme très faible, surtout en comparaison avec les dangers couramment rencontrés dans la vie quotidienne, mais des études récentes ont révélé que ce risque a considérablement augmenté ces dernières années, atteignant presque 3 %, malgré le fait que la majorité des débris spatiaux brûlent complètement lors de leur entrée dans l’atmosphère ou tombent dans des zones éloignées ou dans les océans.
Parmi les approches pour résoudre ce problème, plusieurs projets visent à développer des technologies capables de « capturer » et d’éliminer les gros débris spatiaux, comme des satellites qui les collectent et retournent de manière contrôlée dans l’atmosphère, tandis que les agences spatiales internationales et les sociétés privées s’efforcent d’établir des lignes directrices et de développer des technologies pour réduire le risque d’en créer de nouveaux.
Entre-temps, des centaines d’objets de plus d’un mètre continuent de tomber sans contrôle vers la Terre : en moyenne, les débris pesant plus de 500 kg rentrent tous les 8 jours, ceux de plus de 2000 kg tous les 15 jours et ceux de plus de 5000 kg environ 3 fois par an. Suivre leur trajectoire n’est pas une tâche facile, car les radars terrestres capables de détecter les objets en chute ne couvrent pas la majeure partie de la planète, et même l’option de les surveiller avec des instruments optiques peut fournir des informations limitées.
Les capteurs de tremblements de terre pour tracer la chute des débris spatiaux
Une équipe de chercheurs a cependant démontré que les capteurs utilisés pour surveiller les tremblements de terre, en particulier les sismomètres, peuvent également être utilisés pour suivre les débris spatiaux.
“Bien que les sismomètres aient longtemps été utilisés pour détecter et identifier les météorites, ils sont également sensibles aux signaux produits par les objets artificiels entrant dans l’atmosphère”, explique le docteur Ben Fernando, un scientifique planétaire de l’Université Johns Hopkins, qui a testé l’idée pour la première fois lors du retour contrôlé de la capsule de la mission OSIRIS-REx de la NASA contenant des échantillons de l’astéroïde Bennu, en installant des sismomètres sur le site d’atterrissage, dans l’Utah.
“C’est un excellent moyen de surveiller ce qui arrive, à quelle fréquence et la taille des objets qui frappent la Terre”, a déclaré Fernando, qui a présenté ses résultats à la conférence de l’American Geophysical Union en décembre.
Outre la détection des tremblements de terre, les sismomètres sont en effet sensibles aux bangs soniques et aux ondes sonores produits par les objets entrant dans l’atmosphère terrestre. Cette sensibilité a également été vérifiée après le retour du module orbital de la mission spatiale chinoise Shenzhou-15, qui a été vu brûler au-dessus de Los Angeles.
Les sismomètres du Southern California Seismic Network ont détecté le bang sonore produit par le retour du module et, bien que les signaux ne soient pas particulièrement intenses, comparables à ceux d’un petit tremblement de terre, Fernando a noté qu’ils apparaissaient suffisamment inhabituels pour être détectés. “Le choc déforme le sol autour du sismomètre – a ajouté le scientifique – . Il continue même à vibrer beaucoup plus longtemps, car toute cette énergie rebondit dans le sol.”
Ces données ont permis au docteur Fernando et à ses collègues chercheurs de reconstituer la trajectoire du module en chute libre et, bien que l’analyse ait été effectuée dans les mois qui ont suivi l’événement, elle a fourni des preuves de la manière dont les données sismiques peuvent être utilisées pour suivre les débris spatiaux.
“Un système automatisé pourrait aider à détecter ces objets dans les instants suivant leur apparition sur les stations”, a ajouté Fernando, précisant qu’en plus de surveiller le retour, les sismomètres peuvent également aider à localiser le point de chute des débris spatiaux, facilitant leur récupération, surtout lorsqu’ils contiennent des matériaux toxiques pour l’homme et l’environnement.