Fin programmée de l’ISS : quelles solutions pour sa désorbitation en 2031 ?
Construite à partir de 1998 et habitée continuellement depuis novembre 2000, la Station Spatiale Internationale est l’infrastructure spatiale la plus vaste, la plus complexe et la plus importante jamais déployée, et l’une des réalisations techniques les plus incroyables de l’histoire de l’humanité. Elle a accueilli plus de 270 astronautes qui y ont réalisé des milliers d’expériences scientifiques dans le cadre d’une coopération internationale.
Mais l’ISS vieillit. Ces dernières années, les fuites dans les modules sont de plus en plus fréquentes, et la maintenance est devenue une part essentielle des budgets alloués. Les réparations pourraient devenir plus difficiles à mesure que les fournisseurs diminuent ou cessent la production du matériel de rechange. Ces problèmes de chaîne d’approvisionnement pourraient s’aggraver si la NASA poursuit ses opérations au-delà de 2030 selon un rapport de 2024 de l’Inspecteur Général de la NASA (OIG). L’OIG a également identifié le risque de l’accroissement du risque des débris orbitaux pour lequel l’ISS ne pourrait être suffisamment protégée.
La fin de la Station est programmée pour 2030 à ce jour. Elle ne peut pas rester sur son orbite à environ 400 km d’altitude sans contrôle. Elle finirait de toute façon par lentement descendre dans l’atmosphère terrestre en raison des particules résiduelles de l’atmosphère terrestre entraînant un effet de traînée qui freine l’ISS et donc fait descendre son orbite (il faut d’ailleurs de régulières corrections d’orbite pour la maintenir sur une orbite circulaire).
Sur la base des expériences antérieures de rentrée des stations Skylab, Salyut et Mir, le plan actuel est de désorbiter l’ISS de manière contrôlée au-dessus du Pacifique Sud en 2031. La zone de rentrée probable des composants les plus résistants est le Point Nemo, le point le plus éloigné de toute terre ferme sur Terre (à environ 2 688 km des premières îles du Pacifique).
Jusqu’en 2023, il était prévu de désorbiter l’ISS grâce à 3 cargos Progress russes, qui assurent actuellement la majorité des corrections d’orbite de l’ISS. Mais il a été estimé qu’ils étaient insuffisants pour accomplir une désorbitation contrôlée de l’ISS.
La NASA a alors lancé un appel d’offres en août 2023 pour la conception, le développement, la fabrication, le lancement d’un « véhicule de désorbitation » (US Deorbit Vehicle ou USDV) comme solution redondante à 2 cargos Progress pour « fournir une capacité permettant une rentrée contrôlée et désorbiter l’ISS en toute sécurité ».
Le contrat de 834 millions de dollars a été remporté par SpaceX en juin 2024. Le véhicule de désorbitation de SpaceX sera basé sur son cargo Dragon, qui a effectué plus de 40 missions vers l’ISS à ce jour. Ce cargo Dragon XL devra voir sa quantité de carburant sensiblement augmentée par rapport au cargo actuel. Le cargo Dragon XL aurait alors une partie non pressurisée (trunk) allongée pour s’adapter aux extras nécessaires pour opérer à bord de l’ISS pendant ses 18 derniers mois.
L’USDV sera lancé environ 1 an avant la rentrée prévue de l’ISS et s’amarrera au nœud 2 avant (IDA2) de la Station. L’altitude de l’ISS diminuera naturellement au fil des mois jusqu’à ce que le véhicule de désorbitation soit utilisé pour effectuer une série d’allumages moteurs pour la désorbitation. Le segment russe assurera toujours le contrôle d’attitude et le maintien de l’altitude jusqu’aux activités de désorbitation (y compris l’abaissement de l’altitude de l’ISS jusqu’au début nominal de la désorbitation). Le cargo de désorbitation sera responsable du delta-v nécessaire à la rentrée contrôlée (y compris la mise en forme finale de l’orbite).
La désorbitation contrôlée de l’ISS restera de la responsabilité des agences spatiales participantes à la Station, soit Roscosmos (Russie), la NASA (États-Unis), la JAXA (Japon), l’ESA (Europe) et l’ASC (Canada).
La NASA a précisé dans le contrat du véhicule de désorbitation qu’elle souhaite avoir la possibilité de le conserver en stockage jusqu’à ce que la mission soit déclenchée. À ce jour, l’agence américaine souhaite continuer une présence humaine à bord de l’ISS le plus longtemps possible, le temps qu’une station spatiale commerciale privée puisse prendre le relais, si possible.
Certains, comme Rick Tumlinson, fondateur notamment de la Space Frontier Foundation et du conseil d’administration du XPrize, appelle à ce que l’ISS ne soit pas détruite mais placée sur une orbite plus haute (MEO) pour préserver ce « patrimoine universel » pour les générations futures. De plus, la destruction de l’ISS entraînerait, comme pour la station Mir à l’époque, la pollution par des débris de la zone visée par la rentrée atmosphérique contrôlée. Ainsi Rick Tumlinson a fait plusieurs autres propositions : transférer du matériel et des technologies encore utiles présents sur l’ISS à d’autres stations, utiliser le « super cargo Dragon » de SpaceX comme un remorqueur spatial réutilisable et non comme « jetable ».
Un ancien directeur de l’ESA, Jean-Jacques Dordain (2003-2015), et un ancien administrateur de la NASA, Michel D. Griffin (2005-2009) ont également émis le souhait de « placer l’ISS sur une orbite plus élevée pour les générations futures afin de décider de la meilleure façon d’utiliser les 450 tonnes de matériel déjà présentes dans l’espace ». « L’ISS fournira la demi-tonne de ressources spatiales la moins chère à laquelle la race humaine aura jamais accès ».
Placer l’ISS sur une autre orbite permettrait d’augmenter sa durée de vie orbitale de plusieurs décennies. Il faudrait toutefois laisser la Station dans un état de sécurité empêchant toute explosion ou génération de débris.
D’ici la fin de l’ISS, des stations spatiales privées doivent prendre le relais côté américain avec le support de la NASA [articles à venir]. Une station spatiale russe est en cours de développement, comme une station spatiale indienne. La présence humaine en orbite basse devrait perdurer mais semble-t-il dans un esprit moins collaboratif international.
