En quarante ans d'activité humaine dans l'espace, l'homme y a laissé des traces. La Terre est aujourd'hui entourée d'un véritable nuage de débris de toutes sortes. Débris de satellites, étages de fusées, mais aussi un tas d'objets hétéroclites comme des outils, des gants, des boulons, et même des sacs d'excréments parcourent l'espace circumterrestre en tous sens, menaçant de plus en plus tout objet en orbite, d'autant plus si celui-ci est de grande taille.

Bien entendu, le centre de commandes de la NASA se charge de dévier la route de la station lorsqu'un débris est détecté aux alentours. Mais si des objets d'un diamètre supérieur à 10 cm sont aisément repérables depuis le sol, il n'en va pas de même pour des fragments plus petits. Et si un corps de si petites dimensions peut paraître insignifiant face à la taille de la station, il n'en va plus de même si l'on considère les vitesses entrant en jeu, plusieurs kilomètres par seconde, plusieurs dizaines de fois supérieures à celle d'une balle.

Dans le cas de l'ISS, le risque de rencontre a été évalué par la NASA et varie de 0,3% à 2% par an, suivant la taille du module. Ainsi, Unity, lancé en novembre 1998, a-t-il annuellement 0,75% de probabilités d'être perforé, le réservoir à xénon (gaz servant à assurer la neutralité électrique de la station) 0,45% et le module d'habitation russe 1,8%. Cela peut paraître faible, mais si on additionne la trentaine de modules de l'ISS, on obtient un risque estimé à 23,75% sur 10 ans, ce taux grimpant à 40,5% sur 20 années.

La plupart des perforations pourront heureusement être rebouchées par l'équipage. Mais un trou dans un endroit inaccessible pourrait rendre inopérationnel un module entier, les astronautes de Mir en savent quelque chose… Pire, un impact dans un module clé peut conduire à l'isolement complet d'un segment entier. Quant à la perforation du réservoir de xénon à haute pression, elle entraînerait immanquablement son explosion par phénomène de catastrophic unzipping, ou décompression catastrophique. Dans cette hypothèse, il n'y aurait plus rien à récupérer, ni matériel, ni astronautes…

Aussi la NASA a-t-elle décidé d'équiper tous les modules de la Station Spatiale Internationale de boucliers de protection, avec une exception logique pour certaines zones non critiques, comme les panneaux solaires. 200 types de protections différentes barderont l'ISS, mais en général elles se composeront d'un bouclier fait de plusieurs couches d'aluminium et de céramique renforcée au kevlar (dont on confectionne les gilets pare-balles) capable d'arrêter une particule de 1cm de diamètre dont la vitesse ne dépasse pas 7 km/seconde.

Leur composition, leur nature et leur localisation dépendront essentiellement des caractéristiques de chaque organe protégé, de la nature et de l'épaisseur de son propre revêtement. Dans le cas des modules de vie, le bouclier multi-couches, particulièrement résistant, est maintenu à plusieurs centimètres de la surface de la paroi. Si un débris le percute, il est d'abord vaporisé par la première couche de cette couverture, et le reliquat du bolide est diffusé vers les suivantes.

Un dixième de la masse totale de l'ISS est ainsi constitué de boucliers. Dans la mesure du possible, cette cuirasse sera fixée sur les divers éléments de la station avant leur lancement, ainsi que cela a été fait lors des mises en orbite de Zarya et Unity. Pour les parties non protégées d'origine, le rôle reviendra aux astronautes de les y installer lors de sorties extra-véhiculaires. Durant la phase d'assemblage et durant toute la vie de la station, les astronautes auront ainsi pour mission de détecter tout défaut apparaissant dans cette protection.

 

Le 25 juin 1997, un vaisseau de ravitaillement Progress manquait son amarrage et entrait en collision avec la station Mir. Même à faible vitesse, les dégâts sont considérables. Deux panneaux solaires ont été détruits, et le module sur lequel ils étaient fixés (Spektr) irrémédiablement inutilisable.

 

Pas de protection pour les marcheurs de l'espace !


Les astronautes qui effectuent des missions à l'extérieur de la station dans leur MMU (Extra-vehicular Mobility Unit), le scaphandre spatial, ne sont pas protégés. En fait, le corps humain représente une surface très réduite et les risques d'être percuté par un débris sont extrêmement faibles, d'autant plus que l'exposition au vide reste très courte, maximum six heures, comparativement à un satellite.

L'accident le plus plausible pour un astronaute, mais il ne s'est jamais produit jusqu'à ce jour, est l'apparition d'un petit trou dans le scaphandre, de la taille d'une tête d'épingle, provoquée par un impact. Néanmoins cela reste très improbable, car le revêtement est aussi constitué de nombreuses couches de matériaux différents, et même si sa composition n'a pas été étudiée pour arrêter un débris ou une micrométéorite, il en est parfaitement capable à l'instar des blindages de l'ISS.

Mais même si cela se produisait, par exemple dans un endroit plus faible comme les articulations, la vie de l'astronaute ne serait pas pour autant en danger. Tant que le trou ne dépasse pas un millimètre de diamètre, le système de secours du MMU garantit au moins une demi-heure de délai avant que la situation devienne critique, et dans tous les cas il restera toujours une réserve d'oxygène suffisante dans le scaphandre pour faire face à cette éventualité et éviter une décompression rapide.