En décembre dernier, je vous parlais déjà de la fin de la mission du laboratoire spatial chinois Tiangong-1 [(re)lire : Chute du module spatial chinois Tiangong-1 : pas de panique !]. Aujourd’hui, où en est-on ?

Une rentrée non contrôlée

Depuis mars 2016, la Chine a perdu le contrôle de sa première petite station spatiale, Tiangong-1, qui orbite au-dessus de la Terre depuis son lancement le 24 septembre 2011 [lire Le programme spatial habité chinois : hier, aujourd’hui et demain ?].

Image de la station spatiale chinoise Tiangong-1 prise depuis le sol par Philip Smith le 20/01/2018.

Le vent solaire et les particules de la très haute atmosphère freinent le module, entraînant progressivement sa rentrée atmosphérique. Mais celle-ci ne pourra se faire de manière contrôlée comme ce fut le cas par exemple pour la station Mir en mars 2001, qui pesait 120 tonnes.

La station de 8,5 tonnes, de 10,5 m de long et d’un diamètre de 3,4 m va donc tomber sur Terre mais sous forme de débris plus ou moins consumés dans l’atmosphère. Vu l’orbite de Tiangong-1, sa rentrée atmosphérique aura lieu entre les latitudes 43° Nord et 43° Sud.

Zone de rentrée estimée du laboratoire spatial chinois Tiangong-1 (source graphique dailymail.co.uk)

Les zones proches des lignes rouges ont la plus forte probabilité d’atterrissage de débris. Les chances de rentrée sont légèrement plus élevées en Chine du Nord, au Moyen-Orient, en Italie centrale, dans le nord de l’Espagne et dans les États du nord des États-Unis, en Nouvelle-Zélande, en Tasmanie, en Amérique du Sud et en Afrique australe.

Au nord de la latitude 43°N et au sud de 43°S, ce sont des zones à probabilité nulle qui constituent environ un tiers de la surface totale de la Terre.

Zone de probabilité de rentrée de la station Tiangong-1 avec la densité de population et la probabilité d’impact (<3%) (credit ESA)

Une chute estimée entre le 30 mars et le 3 avril

Le dernier ajustement d’orbite contrôlé de Tiangong-1 a été effectué en décembre 2015. Depuis, son orbite est suivie depuis le sol par la Chine mais aussi par le Comité Inter-Agences de Coordination des Débris Spatiaux (IADC, Inter-Agency Space Debris Coordination Committee) auquel participent l’ESA et le CNES.

Suivi de l’altitude de Tiangong-1 depuis son lancement le 30/09/2011 et son dernier ajustement d’orbite le 16/12/2015 (source Aerospace)

Il est très difficile de prévoir le lieu et la date de la rentrée des débris pour les raisons suivantes :

• La variation significative de la densité des couches supérieures de l’atmosphère,
• Les incertitudes significatives dans l’orientation de l’engin spatial au cours du temps,
• Les incertitudes quant à l’emplacement exact et à la vitesse de la station spatiale observés depuis le sol.

Un point d’impact plus précis ne peut être estimé que quelques jours avant l’événement réel, car l’effet de freinage de l’atmosphère est influencé par un certain nombre de facteurs. Ceux-ci incluent la vitesse de rotation naturelle, la manière dont Tiangong-1 se décompose en plusieurs parties, le moment de la rupture et les conditions météorologiques réelles dans l’espace.

L’institut de physique à haute fréquence et de techniques radar Fraunhofer FHR à Wachtberg, près de Bonn, en Allemagne, surveille Tiangong-1 depuis plusieurs semaines avec son radar TIRA (Tracking and Imaging Radar), l’un des radars d’observation spatiale les plus puissants au monde, équipé d’une antenne parabolique de 34 m de diamètre. L’ESA / ESOC à Darmstadt a demandé à l’institut Fraunhofer FHR de déterminer et d’étudier la rotation naturelle de Tiangong-1. Cette rotation influence grandement les caractéristiques de vol de la station spatiale et influence donc le moment de l’impact.

Images radar de Tiangong-1 à partir de différentes perspectives prises à une altitude orbitale d’environ 270 km. © Fraunhofer FHR

La dernière estimation publiée par l’ESA le 22 mars est une date de rentrée entre le 30 mars et le 3 avril.

Mise à jour : au 27 Mars, l’ESA annonce que la rentrée de Tiangong-1 devrait se faire entre le 31 mars et le 2 avril (horaires UTC).

Mise à jour : estimations du 30 mars de plusieurs organismes

• Au 30 mars, l’ESA estime la rentrée dans la nuit du 31 mars jusqu’à la fin de la soirée du 1er avril (heures UTC).

• Le centre d’observation de l’US Air Force estime la rentrée le 1er avril à 14h UTC +/- 16 heures.

• Le site officiel de l’agence spatiale chinoise estime la rentrée le 1er avril à +/- 1 jour (heure de Pékin). Altitude moyenne actuelle de la station : 189,5 km.

Quels risques ?

En 1991, la station spatiale Salyut 7 de 19 tonnes de l’Union Soviétique s’est écrasée sur Terre alors qu’elle était encore amarrée à un autre vaisseau spatial de 20 tonnes appelé Cosmos 1686. Ils ont dispersé des débris au-dessus de l’Argentine sur la ville de Capitán Bermúdez. La station spatiale Skylab de la NASA de 69 tonnes est rentrée sur la Terre dans une descente presque totalement incontrôlée en 1979, avec de grandes pièces atterrissant près de Perth en Australie. Le 1er février 2003, lors de sa rentrée atmosphérique, la Navette Spatiale Columbia se désintègre au-dessus des Etats-Unis tuant les 7 astronautes à bord et générant plus de 38 tonnes de débris au sol. Au final, ces 3 retombées sur Terre n’auront fait aucun blessé au sol.

OK you've all been trying hard, here's a labelled version to help you out. DOS-3 and DOS-6 are better known by their codenames Kosmos-557 and Salyut-7 pic.twitter.com/NLZu8HjREr

— Jonathan McDowell (@planet4589) March 25, 2018

Chaque année, depuis le début de l’exploration spatiale, ce sont des dizaines de débris provenant de satellites ou d’étages de lanceurs plus ou moins gros qui touchent le sol, sans faire de blessés.

Statistiques des objets qui ont réintégré l’atmosphère terrestre depuis le début de l’exploration spatiale. R/B = rocket/booster (étages de lanceur) ; payloads = satellites (source Aerospace)
Il y a un million de fois plus de chances de gagner au Loto que d’être touché par un débris spatial.

Si vous êtes sur la zone de rentrée, voilà à quoi cela pourrait ressembler (images prises d’avion de la rentrée contrôlée de la sonde Hayabusa-1 en juin 2010 au-dessus d’une zone inhabitée de l’Australie) :

Au cas où vous auriez la malchance que cela s’écrase près de chez vous, sachez qu’il peut y avoir à bord des débris de Tiangong-1 contenant de l’hydrazine, une substance hautement toxique et corrosive, qui pourraient survivre à la rentrée. Pour votre sécurité, ne touchez pas les débris que vous pourriez trouver sur le sol et n’inhalez pas les vapeurs.

Pour en savoir plus : données sur les rentrées atmosphériques de lanceurs ou satellites sur Aerospace