En 1957, l'Union soviétique a lancé Sputnik. Plusieurs mois plus tard, les États-Unis ont envoyé l'explorateur I dans l'espace. Avec deux petits objets, la course spatiale a commencé.
En mars 2025, plus de 11 000 satellites en orbite autour de la Terre. Selon certaines estimations, il pourrait y en avoir jusqu'à 60 000 d'ici 2030.
« À l'ère spatiale, l'activité spatiale était ouvertement géopolitique, et cela n'a jamais vraiment disparu », a déclaré Mariel Borowitz, professeur agrégé de la Sam Nunn School of International Affairs et directeur du Center for Space Policy et Relations internationales récemment lancées. « Mais le changement majeur est maintenant la montée rapide de l'activité commerciale et le nombre d'acteurs dans l'espace. »
Le trafic spatial est mondial par nature – les satellites traversent une myriade de pays en orbiteuse. Grâce au traité de l'espace extérieur, chaque pays a le droit d'accéder à l'espace. Plus d'acteurs dans l'espace, cependant, signifient plus de déchets et plus de collisions potentielles.
Borowitz et ses collègues de l'école Nunn analysent et aident à développer des politiques sur la protection de l'espace afin qu'elle reste sûre et utilisable à l'avenir. En d'autres termes, ils font tout ce qu'ils peuvent pour s'assurer que les choses ne explosent pas.
Sortir la poubelle (espace)
Thomas González Roberts, boursier postdoctoral de l'école Nunn, a un portefeuille de recherche qui unit ses antécédents en astrodynamique avec la gouvernance spatiale. Un domaine dans lequel il est spécialisé est les débris spatiaux et son impact sur la durabilité des opérations spatiales.
« Nous définissons les débris spatiaux comme des objets en orbite terrestre qui ne sont plus activement contrôlés », a déclaré Roberts. « Un satellite qui n'a plus de carburant, par exemple, devient un morceau de déchets flottants. »
Le problème, note-t-il, n'est pas seulement les gros morceaux de débris mais aussi les nombreux minuscules fragments qui ne sont pas détectés.
« Nous pouvons suivre les objets de la taille d'un softball, mais tout ce qui est plus petit est plus difficile à repérer avec la technologie actuelle », a-t-il expliqué. « Ces petits morceaux peuvent encore détruire les satellites en raison de leur vitesse, comme une balle peut nuire à un humain. »
En tant que tel, les débris présentent non seulement un risque physique, mais aussi un problème complexe pour les opérateurs de satellites essayant de naviguer dans ces menaces invisibles. Roberts met également en évidence le nombre croissant de satellites dans les régimes orbitaux populaires. L'orbite terrestre basse (LEO) est le régime orbital le plus proche de la Terre. En commençant à la partie supérieure de l'atmosphère de la Terre, il héberge la communication et les satellites d'observation et est de loin la région la plus congestionnée de toutes.
« Il n'y a que quelques taches dans l'environnement spatial presque terrestre où les opérateurs de satellites veulent être, ce qui fait efficacement ces régions de ressources naturelles limitées », a-t-il déclaré. « Sans coordination appropriée, ces espaces précieux seront surpeuplés, ce qui rend plus difficile d'éviter les collisions et de créer plus de débris. »
Pour résoudre ces problèmes, Roberts plaide pour une meilleure coordination internationale et le développement de politiques spatiales plus efficaces. « Comment les opérateurs choisissent de contrôler leurs satellites est une forme de politique spatiale », a-t-il noté. « Nous avons besoin de politiques transparentes et collaboratives qui encouragent les opérations spatiales plus responsables. Lorsqu'une mission satellite est terminée, les opérateurs doivent nettoyer après eux-mêmes, assurant la viabilité à long terme de ces régions orbitales. »
Conscience de la situation de l'espace
La sensibilisation à la situation spatiale (SSA) implique de suivre les objets dans l'espace, de prédire leurs mouvements et d'identifier les collisions potentielles. Si une collision potentielle est détectée, l'étape suivante consiste à déterminer s'il faut émettre un avertissement.
Actuellement, l'armée américaine exploite le système SSA le plus avancé le plus à l'échelle mondiale, fournissant gratuitement des avertissements de collision aux opérateurs de vaisseaux spatiaux dans le monde. Cependant, il existe un effort continu pour déplacer cette mission vers une agence civile, le Bureau du commerce spatial (OSC), car une grande partie de l'activité spatiale est désormais internationale et commerciale.
En 2022, Borowitz a témoigné devant le Congrès sur la transition d'un système militaire à un système SSA civil. Quelques mois plus tard, elle a été invitée à rejoindre l'OSC sur un détail pour aider à mettre en œuvre cette transition. Actuellement, elle y passe la moitié de son temps à la tête de l'engagement international de la SSA. Son travail comble le fossé entre la recherche et les opérations gouvernementales, garantissant que les progrès dans le monde universitaire informent la politique et les opérations.
Borowitz et Brian Gunter, professeur à la Daniel Guggenheim, en génie aérospatial, ont lancé un projet conjoint abordé la question complexe de la coordination du trafic spatial, soutenue par une subvention de la NASA.
Leur modèle de simulation détaillé – l'environnement virtuel Georgia Tech pour l'analyse du trafic spatial (VESTA) – incorpore les données satellites réelles des systèmes de sensibilisation à la situation de l'espace militaire pour tester les éventuelles règles de coordination du trafic spatial.
« Une question à laquelle nous essayons de répondre est de savoir si, lorsque nous voyons la possibilité d'une collision dans l'espace, nous devrions avoir des règles d'emploi », a déclaré Borowitz. « Nous les avons sur le terrain pour les voitures, et nous les avons en l'air et en mer. Dans l'espace, nous n'avons aucun concept réel de passage. »
Grâce à cette approche, Borowitz et Gunter peuvent tester différentes règles de trafic et scénarios de collision au cours des mois et même des années. Leur modèle évalue également l'impact de ces règles sur différents pays et entreprises, et ce qui pourrait se produire si certains acteurs choisissent de ne pas les suivre.
« Les résultats de ces simulations sont cruciaux pour façonner les accords internationaux; ils fournissent des données concrètes sur les coûts et les avantages potentiels des approches unilatérales et multilatérales de la gouvernance de l'espace », a déclaré Borowitz. « Ce type de recherche introduisait non seulement l'astrodynamique technique dans les discussions politiques, mais offre également des informations précieuses pour négocier la coordination du trafic spatial à une échelle mondiale. »
En combinant des recherches de pointe avec un travail politique réel, Borowitz, Roberts et leurs collègues contribuent à garantir que l'espace reste utilisable pour tout le monde. Avec leur travail, le chemin vers un environnement spatial plus sûr devient plus clair.
