En 1957, l'Union soviétique lançait Spoutnik. Quelques mois plus tard, les États-Unis envoyaient Explorer I dans l'espace. Avec deux petits objets, la course à l'espace commençait. En mars 2025, plus de 11 000 satellites étaient en orbite autour de la Terre. Selon certaines estimations, leur nombre pourrait atteindre 60 000 d’ici 2030.
« À l'ère spatiale, l'activité spatiale était ouvertement géopolitique, et cela n'a jamais vraiment disparu », a déclaré Mariel Borowitz, professeure associée à la Sam Nunn School of International Affairs et directrice du Centre de politique spatiale et de relations internationales, récemment créé. « Mais le changement majeur aujourd'hui réside dans l'essor rapide de l'activité commerciale et du nombre d'acteurs dans l'espace. »
Le trafic spatial est par nature mondial : les satellites survolent une multitude de pays en orbite. Grâce au Traité sur l'espace extra-atmosphérique , chaque pays a le droit d'accéder à l'espace. Cependant, la multiplication des acteurs spatiaux implique davantage de déchets et de collisions potentielles.
Borowitz et ses collègues de la Nunn School analysent et contribuent à l'élaboration de politiques de protection de l'espace afin qu'il reste sûr et utilisable à l'avenir. Autrement dit, ils mettent tout en œuvre pour éviter toute explosion.
Sortir la poubelle (spatiale)
Thomas González Roberts, chercheur postdoctoral à la Nunn School, possède un portefeuille de recherche qui allie son expérience en astrodynamique à celle de la gouvernance spatiale. Il se spécialise notamment dans les débris spatiaux et leur impact sur la durabilité des opérations spatiales.
« Nous définissons les débris spatiaux comme des objets en orbite terrestre qui ne sont plus activement contrôlés », a déclaré Roberts. « Un satellite en panne sèche, par exemple, devient un déchet flottant. »
Le problème, note-t-il, ne concerne pas seulement les gros morceaux de débris, mais aussi les nombreux petits fragments qui passent inaperçus.
« Nous pouvons suivre des objets de la taille d'une balle de softball, mais les objets plus petits sont plus difficiles à repérer avec la technologie actuelle », a-t-il expliqué. « Ces petits fragments peuvent néanmoins détruire des satellites en raison de leur vélocité, tout comme une balle peut blesser un humain. »
Les débris représentent donc non seulement un danger physique, mais aussi un problème complexe pour les opérateurs de satellites qui tentent de gérer ces menaces invisibles. Roberts souligne également le nombre croissant de satellites dans les régimes orbitaux les plus courants. L'orbite basse (LEO) est le régime orbital le plus proche de la Terre. Partant de la haute atmosphère terrestre, elle accueille des satellites de communication et d'observation et constitue de loin la région la plus encombrée de toutes.
« Il n'existe que quelques endroits dans l'environnement spatial proche de la Terre où les opérateurs de satellites souhaitent se rendre, ce qui limite de fait les ressources naturelles de ces régions », a-t-il déclaré. « Sans une coordination adéquate, ces espaces précieux seront surpeuplés, ce qui compliquera la prévention des collisions et créera davantage de débris. »
Pour répondre à ces enjeux, Roberts plaide pour une meilleure coordination internationale et l'élaboration de politiques spatiales plus efficaces. « La manière dont les opérateurs choisissent de contrôler leurs satellites est une forme de politique spatiale », a-t-il souligné. « Nous avons besoin de politiques transparentes et collaboratives qui encouragent des opérations spatiales plus responsables. Une fois la mission d'un satellite terminée, les opérateurs devraient nettoyer leurs arrières, garantissant ainsi la viabilité à long terme de ces régions orbitales. »
Connaissance de la situation spatiale
La connaissance de la situation spatiale (SSA) consiste à suivre les objets dans l'espace, à prédire leurs mouvements et à identifier les collisions potentielles. Si une collision potentielle est détectée, l'étape suivante consiste à déterminer s'il convient d'émettre une alerte.
Actuellement, l'armée américaine exploite le système SSA le plus avancé au monde, fournissant gratuitement des alertes de collision aux opérateurs d'engins spatiaux du monde entier. Cependant, des efforts sont en cours pour transférer cette mission à une agence civile, l'Office of Space Commerce (OSC), car une grande partie de l'activité spatiale est désormais internationale et commerciale.
En 2022, Borowitz a témoigné devant le Congrès sur la transition d'un système SSA militaire à un système civil. Quelques mois plus tard, elle a été invitée à rejoindre l'OSC pour participer à cette transition. Elle y consacre actuellement la moitié de son temps en tant que responsable de l'engagement international SSA. Son travail fait le lien entre la recherche et les opérations gouvernementales, en veillant à ce que les avancées du monde universitaire éclairent les politiques et les opérations.
Borowitz et Brian Gunter, professeur à la Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering, ont lancé un projet commun visant à résoudre le problème complexe de la coordination du trafic spatial, soutenu par une subvention de la NASA.
Leur modèle de simulation détaillé, le Georgia Tech Virtual Environment for Space Traffic Analysis (VESTA), intègre des données satellite réelles provenant de systèmes militaires de connaissance de la situation spatiale pour tester d'éventuelles règles de coordination du trafic spatial.
« Nous essayons de répondre à la question suivante : devrions-nous instaurer des règles de priorité face à la possibilité d’une collision dans l’espace ? », a déclaré Borowitz. « Nous en avons au sol pour les voitures, et nous en avons dans les airs et en mer. Dans l’espace, nous n’avons pas vraiment de notion de priorité. »
Grâce à cette approche, Borowitz et Gunter peuvent tester différentes règles de circulation et différents scénarios de collision sur des mois, voire des années. Leur modèle évalue également l'impact de ces règles sur différents pays et entreprises, ainsi que les conséquences potentielles du non-respect de ces règles par certains acteurs.
« Les résultats de ces simulations sont essentiels à l'élaboration des accords internationaux ; ils fournissent des données concrètes sur les coûts et les avantages potentiels des approches unilatérales et multilatérales en matière de gouvernance spatiale », a déclaré Borowitz. « Ce type de recherche intègre non seulement l'astrodynamique technique aux discussions politiques, mais offre également des perspectives précieuses pour négocier la coordination du trafic spatial à l'échelle mondiale. »
En combinant recherche de pointe et actions concrètes en matière de politiques publiques, Borowitz, Roberts et leurs collègues contribuent à garantir que l'espace reste utilisable par tous. Grâce à leurs travaux, la voie vers un environnement spatial plus sûr se précise.
Par Catherine Barzler, Institut de technologie de Géorgie
Fourni par le Georgia Institute of Technology
