Les études menées dans PôDET, sur les orbites des objets naturels ou artificiels gravitant au voisinage de la Terre, contribuent à l'estimation des risques associés et de leurs prévisions.

La surveillance de l'environnement spatial de la Terre a pris une certaine importance au cours de ces dernières décennies, notamment au niveau européen, car d'une part les phénomènes mis en jeu peuvent avoir diverses conséquences socio-économiques et, d'autre part, notre compréhension de ces phénomènes, des risques associés comme de leurs prévisions reste très incomplète. Le programme Space Situationnal Awareness (SSA) de l'ESA œuvre à mettre en place un réseau pour les aspects liés aux débris spatiaux (SST), la météo de l'espace (SW) et les géocroiseurs (NEOs).

À l'IMCCE, le Pôle sur la dynamique de l'environnement terrestre (PôDET) étudie les effets et prévisions pour les objets (naturels ou artificiels) gravitant au voisinage de la Terre. Cela englobe les objets géocroiseurs, astéroïdes, comètes, météoroïdes et débris spatiaux. Dans tous ces cas de figures une trame globale d'un schéma d'analyse a été définie. Ainsi PôDET comprend l'acquisition de données d'observations dédiées - essentiellement astrométriques - ou l'interrogation de bases de données, la détermination et l'ajustement d'orbites de ces corps, les prévisions et éphémérides, les outils de visualisation et de synthèse, et enfin le calcul de probabilité d'impacts et la mise à disposition de ces données.

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DEB

Les débris spatiaux en orbite autour de la Terre constituent une population de plus en plus nombreuse depuis l'avènement de l'ère spatiale en 1957 et le lancement de Spoutnik. Les risques de collision en orbite ou de retombée sur le sol terrestre sont de plus en plus fréquents. C'est le but de ce service pour l'environnement spatial de la Terre que suivre les probabilités de ces événements et les risques associés.

Le nombre de satellites artificiels de la Terre qui sont catalogués se situe entre 15000 et 20000, parmi lesquels on trouve une très grande proportion de morceaux de satellites ou de satellites non fonctionnels. Les débris spatiaux constituent donc une population d'objets célestes au même titre que celle des astéroïdes. La taille typique de ces objets est de l'ordre de la dizaine de centimètres ou du mètre, et l'on estime à plusieurs dizaines de millions le nombre des objets dont la taille est en dessous du millimètre.

Avec des vitesses de déplacement de plusieurs km/s, l'ensemble de ces objets représente des risques effectifs de destruction ou de panne sévère pour les satellites en opération, sans compter les vols habités. Par ailleurs, il est fondamental de suivre la rentrée atmosphérique et chute au sol éventuelle des objets les plus massifs.

Visualisation de la population des LEO à partir de la base de données ODIN (juin 2010)


ÉPHÉMÉRIDES

BASES DE DONNÉES

VEILLE

MET

La Terre rencontre régulièrement des essaims météoritiques, responsable des grandes pluies de météores. La majeure partie du matériel entrant dans l'atmosphère se désintègre totalement. Cependant, les satellites artificiels ne sont, eux, pas protégés. C'est le but de ce service pour l'environnement spatial de la Terre que suivre les probabilités de ces événements et les risques associés.

Les pluies d'étoiles filantes des mois d'été ont une certaine popularité, elles sont alors aisément visibles depuis nos contrées. Cependant la Terre, au cours de son orbite, traverse régulièrement divers essaims météoritiques, laissant une trainée furtive dans le ciel. Ces météores, fort similaires aux trainées laissées par les débris spatiaux, sont produits par l'entrée de petits "cailloux" de l'espace interplanétaire appelés météoroïdes, dont la taille peut varier de quelques microns à plusieurs décimètres.

Les essaims météoritiques donnant lieu à ces pluies sont pour la plupart associés à des passages de comètes, d'autres sont associés à des astéroïdes. Étant donné leur taille, la majeure partie du matériel entrant dans l'atmosphère se désintègre totalement à des altitudes entre 115km et 90km, quelques objets plus gros peuvent éventuellement atteindre le sol. En revanche, se mouvant à des vitesses de plusieurs dizaines de km/s (entre 11 et 71 km/s) ils présentent un risque pour les satellites artificiels en opération, comme pour les vols spatiaux habités.

Visualisation de la distribution d'essaims le long de la trajectoire de la Terre (2011) et des dates d'éjections cométaires associées


ÉPHÉMÉRIDES

BASES DE DONNÉES

VEILLE

NEO

Les astéroïdes ou objets géocroiseurs (Near Earth Asteroids en anglais), en orbite autour du Soleil, doivent leur nom au fait qu'ils évoluent au voisinage de l'orbite terrestre. Une possibilité de collision avec la Terre n'est donc pas à exclure. C'est le but de ce service pour l'environnement spatial de la Terre que de suivre les probabilités de ces événements et les risques associés.

Le premier géocroiseur 433 Eros fut découvert en 1898, soit bien après le premier astéroïde, 1 Cérès, dont la trouvaille date de 1801. D'autres ont suivis, depuis août 2013 on en dénombre plus de 10000 ; et ce n'est pas fini puisque le taux de découverte actuel est de près de 1600 nouveaux géocroiseurs par an.

Astéroïdes ou comètes, ils ne font en général qu'approcher ou frôler la Terre sur son orbite. Se mouvant à des vitesses relatives à la Terre de plusieurs dizaines de km/s, leur taille varie de quelques dizaines de kilomètres à quelques mètres. Une rencontre ou un impact avec la Terre peut alors entrainer des effets extrêmement variées selon l'énergie dégagée : allant d'un phénomène d'extinction massive d'espèce (fort heureusement rarissime), à un simple phénomène lumineux ou sonore (totalement inoffensif).

Entre ces deux extrêmes, l'événement de Tcheliabinsk (Chelyabinsk) en février 2013 - une chute d'astéroïde d'une quinzaine de mètres de diamètre sur la région de l'Oural russe - rappelle la vulnérabilité des personnes et des biens par rapport à ce type de risque.

Image composite réalisée lors du rapprochement du NEO 1999 KW4 de mai 2001 (OHP, télesc. 1.20m)


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