Space Armor : la première armure anti-débris est en orbite
Des tuiles composites conçues pour arrêter les débris spatiaux sont pour la première fois en orbite, à bord du satellite Starburst-1. Le fabricant américain Atomic-6 l'a annoncé le 21 octobre. Ces tuiles passent ainsi des essais au sol à leur première utilisation réelle, alors que l'orbite basse est de plus en plus encombrée.
Le satellite Starburst-1 de la société Portal Space Systems est parti du cap Canaveral sur une fusée Falcon 9 de SpaceX. Il volait dans le cadre de Bandwagon-5, une mission de covoiturage qui emporte plusieurs charges utiles. Il porte des tuiles Space Armor, un blindage en matériau composite fabriqué par l'entreprise Atomic-6. C'est le premier vol de cette technologie.
Les deux sociétés sont américaines. Portal Space Systems a son siège à Bothell, dans l'État de Washington. Elle dit avoir levé 75 millions de dollars depuis 2024, année où elle a cessé de travailler dans la discrétion. Atomic-6 fabrique des matériaux composites pour l'aérospatiale, les engins hypersoniques et la défense.
Des projectiles arrêtés à plus de 7 km/s
Le problème est connu. En orbite basse, un éclat de quelques millimètres frappe à des vitesses qui le rendent destructeur. Les ingénieurs redoutent aussi le « syndrome de Kessler » : des collisions en chaîne, où chaque choc crée de nouveaux débris, pourraient rendre certaines orbites inutilisables.
Lors des essais au sol, les tuiles d'Atomic-6 ont arrêté des projectiles lancés à plus de 7 kilomètres par seconde, environ 25 000 km/h. Le test de référence utilisait une sphère d'aluminium de 3 mm, d'environ 38 mg, soit une énergie d'impact de 0,93 kJ. Les tuiles n'ont produit aucun débris secondaire. Avec un blindage en aluminium classique, le même essai a projeté une multitude de fragments, dont certains plus gros que le projectile lui-même.
C'est là toute la différence avec le bouclier de Whipple, le blindage métallique qui équipe la plupart des engins spatiaux. Il protège l'appareil, mais en se fragmentant il ajoute des débris en orbite. Les tuiles de Space Armor sont faites pour ne pas éclater. Elles sont aussi plus légères et plus fines que ce blindage. Les panneaux mesurent 30 × 30 cm pour 2 cm d'épaisseur. L'entreprise les dit capables d'arrêter les débris trop petits pour être suivis, jusqu'à 3 mm, qui représentent 90 % des débris en orbite basse.
« Nous avons prouvé que les tuiles Space Armor résistent à des débris extrêmement rapides sans générer de fragments secondaires dangereux », a déclaré Trevor Smith, le PDG d'Atomic-6.
Un blindage qui laisse passer les ondes radio
Le matériau a une autre qualité : il laisse passer les ondes radio. On peut donc en couvrir les antennes, ce qu'un blindage métallique empêche. Atomic-6 présente ce dispositif comme le premier radôme composite, c'est-à-dire la première enveloppe composite qui protège le matériel de communication tout en résistant aux impacts. L'entreprise dit devoir ce résultat à son procédé de fabrication, qui règle finement la proportion de fibre et de résine.
Le satellite qui emporte ces tuiles est lui-même un appareil d'essai. Starburst-1 est la première mission de Portal en vol libre avec des charges utiles réelles. Il est conçu pour manœuvrer vite : s'approcher d'autres objets, changer de mission rapidement et modifier nettement son orbite. Sa mission principale doit durer un an.
« Protéger les engins spatiaux des débris orbitaux compte pour nous et nos clients », a déclaré Jeff Thornburg, cofondateur et PDG de Portal Space Systems. Selon lui, la technologie ajoute une protection sans réduire les performances de l'appareil. Les deux entreprises se serviront de cette intégration pour établir des procédures de montage adaptées aux futurs engins.
La Russie travaille sur ses propres solutions
Le dossier intéresse aussi les ingénieurs russes, qui explorent d'autres solutions. L'une d'elles est un écran alvéolaire rempli d'un mélange de gaz et de liquide, dont l'efficacité a été validée par simulation numérique. Une autre consiste à capturer les débris plutôt qu'à les arrêter : Maria Barkova, experte de Roscosmos, a fait breveter un dispositif de ce type, présenté en janvier 2020.
Les deux idées ne s'opposent pas. Les tuiles protègent un appareil contre les petits éclats impossibles à suivre. La capture vise à nettoyer l'orbite elle-même. Les mesures prises en vol par Starburst-1 pendant l'année qui vient seront les premières données réelles sur ce type de blindage, et elles serviront à tous ceux qui travaillent sur la question.