Le satellite Aeolus de l’Agence spatiale européenne, après avoir dépassé sa durée de vie prévue et contribué de manière significative aux prévisions météorologiques mondiales, effectue actuellement une rentrée assistée sur Terre, la première du genre. Cette opération pionnière vise à renforcer les normes de sécurité dans l’espace et à créer un nouveau précédent pour les futures missions spatiales. Sous réserve de l’activité solaire, la rentrée devrait avoir lieu au début du mois d’août, le vaisseau spatial se désintégrant en grande partie lorsqu’il atteindra l’atmosphère terrestre. (Concept d’artiste.)
Après avoir dépassé sa durée de vie prévue en orbite, le satellite éolien Aeolus de l’ESA est sur le point de revenir sur Terre. Le satellite tombe actuellement d’environ 1 km par jour, et sa descente s’accélère. Les opérateurs du vaisseau spatial de l’ESA interviendront bientôt pour tenter de guider Aeolus lors d’une rentrée assistée, une première. Pourquoi l’ESA fait-elle cela ?
La mission éolienne de l’ESA est en orbite autour de notre planète depuis près de cinq ans, bien au-delà de sa durée de vie prévue. Son remarquable instrument Aladin a émis sept milliards d’impulsions de lumière UV pour établir le profil du vent terrestre.
Bien qu’Aeolus ait été conçu comme une mission de recherche et de démonstration d’une nouvelle technologie, il a connu un tel succès que, pendant la majeure partie de sa vie en orbite, il a fourni des données aux principaux centres météorologiques européens, améliorant ainsi considérablement les prévisions météorologiques mondiales.
Ayant dépassé toutes les attentes, le carburant d’Aeolus est maintenant presque épuisé et la mission est terminée.
Aeolus est la première mission spatiale à acquérir des profils de vent à l’échelle mondiale. Ces observations en temps quasi réel permettront d’améliorer la précision des prévisions météorologiques et climatiques numériques et de mieux comprendre la dynamique tropicale et les processus liés à la variabilité du climat. Crédit : ESA/ATG medialab
Les ingénieurs ont maintenu Aladin aussi longtemps que possible avant le début des opérations de rentrée dans l’atmosphère. Jusqu’à la semaine dernière, lorsqu’il a finalement été éteint, le laser de cartographie des vents, pionnier en la matière, n’avait jamais été aussi puissant. En fait, les ingénieurs ont augmenté la puissance de l’instrument jusqu’à atteindre des niveaux d’énergie record au cours de ses dernières semaines de fonctionnement.
Aujourd’hui, la gravité, les brins d’herbe de l’atmosphère terrestre et l’activité solaire entraînent Aeolus vers le bas, à partir de son altitude opérationnelle de 320 km.
Aeolus n’a jamais été conçu pour une rentrée contrôlée. Dans des circonstances normales, le satellite retomberait naturellement sur Terre au bout de quelques mois. Cependant, l’ESA va plus loin en tentant une rentrée assistée, la première du genre.
Au Centre d’opérations spatiales de l’ESA en Allemagne, le centre de contrôle de la mission utilisera le carburant restant pour diriger Aeolus lors de son retour sur Terre.
La majeure partie du satellite commencera à se consumer lorsqu’il atteindra une altitude d’environ 80 km. Cependant, les modèles montrent que plusieurs débris pourraient atteindre la surface de la Terre.
Étapes clés de la rentrée d’Aeolus. Crédit : ESA
« Cette tentative de rentrée assistée va au-delà des règles de sécurité de la mission, qui a été planifiée et conçue à la fin des années 1990 », explique Tim Flohrer, responsable du Bureau des débris spatiaux de l’ESA.
« Lorsque l’ESA et ses partenaires industriels ont constaté qu’il était possible de réduire encore davantage les risques, déjà minimes, pour la vie ou les infrastructures, la machine s’est mise en marche. Si tout se passe comme prévu, Aeolus sera conforme aux règles de sécurité en vigueur pour les missions conçues aujourd’hui. »
Si cette tentative de rentrée devait être interrompue, ce qui pourrait encore arriver, la rentrée naturelle d’Aeolus se poursuivrait.
Isabel Rojo, directrice de vol d’Aeolus, a déclaré : « Nos équipes d’ingénieurs et d’experts en débris, en dynamique de vol et en systèmes au sol ont conçu une série de manœuvres et d’opérations pour assister Aeolus et tenter de rendre sa rentrée encore plus sûre qu’elle ne l’était à l’origine. »
Aujourd’hui, les missions sont conçues conformément à des réglementations qui exigent qu’elles brûlent entièrement ou qu’elles subissent une rentrée contrôlée à la fin de leur vie en orbite.
Cette première tentative de rentrée assistée crée un nouveau précédent pour les missions qui n’étaient pas soumises à de telles réglementations lors de leur conception, mais qui pourraient y adhérer rétroactivement.
Avec Aeolus, l’ESA ouvre la voie à des rentrées sûres et à un espace responsable, ce qui est particulièrement important compte tenu de l’augmentation rapide du trafic spatial en orbite et du problème des débris spatiaux.
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Quand Aeolus rentrera-t-il dans l’atmosphère ?
Aeolus descend actuellement d’environ un kilomètre par jour et accélère. Les prévisions deviennent de plus en plus précises au fil des jours, mais il est encore difficile de dire exactement quand Aeolus rentrera dans l’atmosphère terrestre. Beaucoup de choses dépendent de l’activité solaire.
Les éruptions solaires et les éjections de masse coronale pourraient accélérer les choses. Les particules chargées de la météorologie spatiale réchauffent l’atmosphère terrestre. L’air plus dense qui se trouve en dessous s’élève, remplaçant les couches plus élevées qui se dilatent, ce qui augmente la traînée de l’atmosphère sur Éole.
À l’inverse, une période d’activité solaire relativement calme pourrait faire en sorte qu’Éole mette un peu plus de temps à descendre.
Il est difficile de prédire avec précision l’activité solaire, mais l’ESA est convaincue que la rentrée, si toutes les manœuvres sont réussies, aura lieu très probablement à la fin du mois de juillet ou au début du mois d’août.
Où Aeolus rentrera-t-il dans l’atmosphère ?
La plupart des satellites commenceront à brûler à une altitude d’environ 80 km. Cependant, quelques débris pourraient atteindre la Terre.
De nombreux mois d’expertise ont été consacrés à la planification de l’emplacement optimal pour la rentrée dans l’atmosphère, ce qui minimise la possibilité, déjà extrêmement faible, que des débris tombant sur la Terre constituent un risque pour la vie ou l’infrastructure.
L’équipe chargée du contrôle du vol vise une partie de l’océan située sous la trajectoire du satellite, une longue étendue d’eau libre aussi éloignée que possible de la terre.
Que se passe-t-il ensuite ?
Pour l’instant, une fois qu’Aeolus aura atteint une altitude de 280 km, une série de commandes envoyées pendant six jours utiliseront le carburant restant du satellite pour le guider vers la position optimale de rentrée dans l’atmosphère.
Ensuite, une première manœuvre permettra d’abaisser le satellite à une altitude de 250 km. Cette étape prendra plusieurs jours, pendant lesquels les équipes vérifieront l’état de santé du satellite et évalueront les étapes suivantes.
Quatre manœuvres ramèneront ensuite Aeolus à 150 km d’altitude, avant que 12 heures de vérifications finales ne permettent de maintenir le satellite sur la bonne voie.
Une dernière manœuvre critique à 150 km dirigera le voyage de retour d’Aeolus. Le satellite reviendra en quelques heures, la plus grande partie de son contenu brûlant dans l’atmosphère terrestre.
« Il est incroyable de voir les compétences et les efforts déployés pour préparer cette ambitieuse tentative de rentrée », a déclaré Tommaso Parrinello, responsable de la mission Aeolus à l’ESA. « Nous sommes convaincus de pouvoir mener à bien cet effort pionnier qui établira une nouvelle norme en matière de sécurité et de durabilité dans l’espace, aujourd’hui et à l’avenir.