1)Les actions directes

De nos jours, le seul mécanisme de nettoyage de l'espace est naturel. En effet la Terre n'est pas parfaitement sphérique ; comme son diamètre est d'environ 20 km plus court d'un pôle à l'autre que dans le plan équatorial, la force de gravité augmente quand on s'approche des pôles :

Le vide spatial n'est pas absolu : une atmosphère résiduelle est présente dans l'orbite basse ; les débris sont légèrement freinés par les frottements dus aux molécules et atomes qu'ils rencontrent. Ainsi à 800km d'altitude ils peuvent rester un demi-siècle en orbite, à 300 km ils retombent sur Terre en quelques mois et à 200 km en quelques jours. Le Soleil émet des protons dans l'espace pouvant perturber le mouvement des débris. Tous ces effectifs font que les débris changent d'orbite petit à petit et sont détruits par l'atmosphère. Mais ce procédé est beaucoup trop long et ne s'applique pas au dessus de 1000 km d'altitude.

C'est dans ce contexte que toutes les agences spatiales réfléchissent au problème afin de supprimer ces déchets. De nombreuses idées sont nées :

Un camion poubelle muni d'un bras robot :

Principe

Cueillir les déchets avec une pince : un vaisseau spatial muni d'un bras robot irait chercher un à un les débris et pourrait ensuite les entreposer dans la soute d'un véhicule spatial.

Pour quels débris ?

Les plus gros : satellites, étages de fusées.

Avantages

Il sélectif : comme le laser, le bras robot permet de s'attaquer à des objets bien précis. On pourrait ainsi lui demander d'aller chercher les plus dangereux, comme les plus gros ou ceux qui risquent d'exploser.

Inconvénients

Les débris, qui tournent sur eux-mêmes, sont difficiles à saisir pour le bras robot. Le prix est très élevé.

Le laser

Principe

Transformer les déchets en gaz : Les chercheurs ont imaginé tirer sur les débris avec des lasers pour les réchauffer, au point de les transformer en gaz. Les laser seraient installés sur Terre et dirigés par des radars super sensibles, capables de détecter des objets d'un centimètre de diamètre.

Pour quels débris ?

Ceux inférieurs à quelques centimètres. Pour des débris plus gros l'opération serait bien trop coûteuse en énergie.

Avantages

Le déchet disparaît dans l'atmosphère. La technologie a déjà été testée pour détruire des objets à basse altitude.

Inconvénient

Le système est très gourmand en énergie, même pour détruire un petit fragment. Certains matériaux risquent de se fractionner sous l'action du laser et de former de nouveaux mini-débris ! La méthode, qui émet beaucoup d'énergie dans l'environnement, est dangereuse. Sur le chemin du laser, l'équilibre thermique de l'atmosphère serait rompu. Même sa composition changerait : des tas de particules chargées feraient leur apparition, avec des conséquences imprévisibles, comme de violentes décharges électriques dans l'atmosphère !

Un filet mobile

Principe

Pêcher les déchets au filet. Le système s'appelle Grasp(pour « Grapple, retriev and secure payload » ; en français ; « collecter, récupérer et transporter de façon sécurisée ») et a été développé par une firme américaine. C'est une sorte de masse, tissée dans des polymères (grosses molécules formées d'un même motif qui se répète ex : le pvc) suffisamment costauds pour résister à l'érosion causée par les poussières spatiales. Accroché à un petit satellite, ce filet serait mis en orbite grâce à une navette. Il lui suffirait ensuite de se déployer puis de se refermer sur les débris.

Pour quels débris ?

Les plus gros : satellites, étages de fusées.

Avantages

La structure qui tend le filet est faite de boudins gonflables. Comme elle est légère, cela limite le coût d'envoi dans l'espace. Grasp pourrait prendre tous les déchets, même ceux qui tournent dans tous les sens et qui n'offrent aucune prise.

Inconvénient

Les débris capturés devront être ramenés sur Terre par un engin spatial, ce qui coûte très cher.

Des panneaux d'aérogel

Principe

Un piège en gelée. L'aérogel est un matériau extrêmement poreux : il est constitué à 99.8% de vide ! En pénétrant dans ce matériau, les particules les plus petites sont ralenties ; elles creusent de très longs tunnels, puis s'immobilisent complètement. Ces panneaux se gorgeraient d'un maximum de ces minuscules déchets, avant d'être renvoyés sur Terre.

Pour quels débris ?

Les poussières de quelques dixièmes de millimètres.

Avantages

La technique a déjà fait ses preuves. La sonde Stardust de la Nasa a utilisé de l'aérogel en 2006 pour capturer de la poussière de météorite.

Inconvénient

Les débris de moins d'un millimètre sont les moins dangereux : ils érodent les satellites en activité mais ne les endommagent pas vraiment. Pour que le procédé soit rentable et permette de récolter de grandes quantités de débris, il faudrait envoyer des panneaux très grands. Mais ils pourraient entrer en collision avec des déchets de plus grande taille, qui risqueraient de les déchiqueter. Sans compter les satellites en activité, qui devraient les contourner.

De la mousse

Principe

Freiner les déchets à travers de la mousse. Un véhicule spatial lâcherait, sur la trajectoire des déchets, une mousse très spéciale qui, une fois libérée, formerait une gigantesque boule ! En la traversant, les petites saletés seraient ralenties, ce qui obligerait à descendre vers la Terre.

Pour quels débris ?

Les plus petits ; les plus gros ne seraient pas assez freinés pour pouvoir descendre rapidement.

Avantages

Les objets n'ont pas à être stockés et renvoyés sur Terre : ils descendent tous seuls

Inconvénient

Comme pour les panneaux d'aérogel, la taille de la boule devrait être considérable pour que la méthode soit rentable. Certains parlent de quelques km de diamètre ! Du coup, la gigantesque baballe entrerait sans doute en collision avec des débris plus gros qui finiraient par la mettre en pièce. La mousse serait, elle-même, vite ralentie et redescendrait rapidement vers la Terre : l'envoyer dans l'espace coûterait très cher pour une utilisation finalement réduite.

De nombreuses autres inventions ont été trouvées, les unes plus originales que les autres. Mais elles ne sont ciblées que sur des débris spécifiques, de plus elles sont extrêmement coûteuses et donc ne peuvent être mises en pratique. A ce jour les déchets de l'espace ne peuvent donc pas être supprimé, cependant leur nombre ne cesse d'augmenter, c'est donc pour cela qu'il faut minimiser leur propagation.

2)La prévention

Afin de minimiser cette propagation, les scientifiques se sont tournés vers la recherche d'idées et de règles permettant de créer une prévention à cette pollution de l'espace.

Puisqu'il est impossible aujourd'hui de se débarasser des débris spatiaux s'accumulant depuis des années, les principaux acteurs du domaine spatial ont mit au point des techniques permettant de limiter le nombre de débris s'égarant dans l'espace.
Tout d'abords les astronautes sont plus prudents. En effet ils ont des consignes strictes à respecter lors de leurs sorties de navette, ils doivent tout attacher, sécuriser et veiller à ce que rien ne leur échappe.
De plus les boulons explosifs qui permettaient la libération des satellites dans les lanceurs ont cédé leur place à un système plus propre: le boulon.
Actuellement les débris ne sont plus ignorés puisque la NASA et les autorités militaires se sont emparés du problème en mettant en place une surveillance constante de leur trajectoire à l'aide de puissants radars.

La protection de la Station Spatiale Internationale est maintenant garantit par un système composé de fines couches de céramique crée par les ingénieurs de la NASA. Ce système possède en faite le rôle de bouclier à impacts, les différentes couches de céramique permettent l'absorbsion du choc du projectile avant qu'il n'atteigne la principale paroi de la station spatiale.

Cependant les solutions ne sont pas seulement mécaniques. En effet les agences spatiales sont actuellement en train de définir des lois qui permettraient de limiter le temps de séjour des objets en orbites. Les satellites se devraient de garder assez de carburant tout au long de leur voyage afin de pouvoir rejoindre soit l'orbite de rebut (300 km au dessus de géostationnaire), soit par plusieurs séquences de freinage pour réduire l'altitude.

Malheureusement la solution de freinages répétés coûte chére, freiner une masse de deux tonnes alors qu'elle est à 800 km d'altitude consomme 10 % de la quantité d'hydrazine emportée.
Le CNES (centre nationale d'études spatiales) a été l'un des premiers à montrer l'exemple, en 2003 avec SPOT 1. Le satellite commençait à montrer des signes de faiblesse et risquait donc de devenir incontrôlable par la suite. Ce n'est qu'après avoir modifié son ligiciel de vol que les ingénieurs français ont put lui imposer une dizaine de séquence de freinage permettant d'abaisser son niveau d'altitude en passant de 800 km à seulement 550 km.
Enfin, pour finir, l'ONU tente d'imposer des lois à l'échelle mondiale afin d'éliminer l'existence de l'avantage concurentiel important de ceux qui ne misent pas sur le développement durable de l'espace.

3)La solution durable

Malheureusement la limitation du nombre de débris ne suffit pas. La solution la plus attendue a été le « satellite à câble » proposé par Christophe Bonnal, ingénieur du CNES:

Son dispositif s'appuie sur un satellite à câble, dit « chasseur ».Son principe est simple : le satellite chasseur est équipé d'un câble ou filin de 30 à 50 km de longueur, stocké en bobine.

Ce filin est déployé pour s'accrocher à un débris, puis lorsqu'il est coupé, par réaction, débris et chasseur s'éloignent l'un de l'autre.

Mais quelle réaction ?

Les physiciens le savent: lorsqu'un fil est parcouru par un courant électrique et bouge dans un champ magnétique, il est soumis à une force appelée « force de Laplace ». Selon le sens du courant, cette force peut s'opposer au mouvement du fil, ou au contraire l'amplifier, « Et si l'on se servait de cette fameuse force pour freiner nos débris? », s'est dit Christophe Bonnal ... Pour le champs magnétique, pas de problème, celui de notre planète sévit naturellement aux altitudes où évoluent les déchets, Il suffirait donc d'accrocher un long câble conducteur aux morceaux de satellite ou de lanceurs qu'on veut éliminer, La force de Laplace (une petite biographie), générée par le déplacement de ces débris autour de la Terre, les ralentirait, Et ils finiraient par retomber sur la Terre au bout de quelques mois !

Un courant électrique ascendant dans le câble crée une force dans le sens opposé à son mouvement : le système est freiné et son orbite est progressivement abaissée.

Ce système est léger, Nul besoin d'une fusée pour rapatrier les objets: ils retournent seuls vers la Terre.

Cependant aller accrocher le câble à un déchet dans l'espace coûterait très cher et pourrait s'avérer compliqué, car le débris tourne sur lui même. Voilà pourquoi on envisage plutôt de les installer sur des satellites avant leur lancement, Enroulé dans un petit boîtier, le chasseur attendrait sagement que le satellite arrive en fin de vie avant d'être déroulé. Le câble devra mesurer plusieurs km de longs pour que cela fonctionne et doit être tressé dans un matériau très résistant pour ne pas être sectionné par des débris spatiaux. Une fois l'orbite modifiée le satellite tombera vers l'atmosphère pour s'y désintégrer tandis que le chasseur montera vers un nouveau débris à désorbiter. Et ainsi de suite.

Chaque débris va donc aider le chasseur à attraper le débris suivant, l'originalité de ce système consiste en cette chasse en série qui remplace la propulsion du satellite et permet de désorbiter une cinquantaine de déchets spatiaux.

Et à ce jour, la validité de tous les aspects techniques et concepts théoriques du projet a déjà été démontré.