Les sismomètres, traditionnellement utilisés pour détecter les tremblements de terre, se sont révélés capables de suivre la désintégration des engins spatiaux en chute avec une plus grande précision que les méthodes conventionnelles. Une étude récente publiée dans Science le 22 janvier détaille comment les vibrations du sol induites par les ondes de choc provoquées par la rentrée du vaisseau spatial chinois Shenzhou-15 ont été captées par les réseaux sismiques du sud de la Californie le 2 avril 2024.
La science derrière la détection
Lorsque les débris spatiaux chutent vers la Terre, ils dépassent la vitesse du son, créant des ondes de choc qui s’enregistrent sous forme d’effets d’entraînement détectables par les sismomètres. En analysant la force et le timing de ces signaux sur un réseau de 127 sismomètres, les scientifiques ont pu estimer l’altitude et la trajectoire des débris. Le système peut même identifier comment le vaisseau spatial s’est brisé en plusieurs morceaux, chacun générant sa propre onde de choc.
Cette méthode offre un avantage significatif par rapport aux systèmes de suivi existants. La surveillance actuelle des débris spatiaux repose en grande partie sur les radars au sol, qui peinent à prédire avec précision les trajectoires de rentrée une fois que les fragments pénètrent dans la haute atmosphère. Les interactions avec l’air provoquent la fragmentation, le ralentissement et le changement de direction des débris de manière imprévisible, entraînant des erreurs de prévision pouvant atteindre des centaines de kilomètres. Dans le cas de Shenzhou-15, les données sismiques ont révélé que le vaisseau spatial a atterri à environ 30 kilomètres au sud de la trajectoire prévue par le Commandement spatial américain.
De Mars à la Terre : adapter la technologie existante
L’approche s’appuie sur des techniques déjà utilisées pour suivre les météoroïdes à l’aide de données sismiques et acoustiques, tant sur Terre que sur Mars. Benjamin Fernando de l’Université Johns Hopkins, qui a travaillé avec la mission InSight de la NASA sur Mars, explique : « Une grande partie de ce que nous avons fait dans cet article consiste essentiellement à prendre des techniques développées pour Mars et à les réappliquer à la Terre. » La mission InSight a démontré l’utilité des sismomètres pour détecter les impacts de météorites sur Mars, ouvrant ainsi la voie à cette application terrestre.
Limites et implications futures
La précision de la détection sismique est liée à la densité du réseau de sismomètres. Les bangs soniques se propagent sur seulement 100 kilomètres environ, ce qui signifie qu’une couverture clairsemée dans les zones reculées limite l’évolutivité mondiale de la technique. Daniel Stich, de l’Université de Grenade, note que les zones urbaines à forte concentration de sismomètres offrent les meilleurs résultats.
Les rentrées incontrôlées se multiplient à mesure que le nombre de vaisseaux spatiaux en orbite augmente de manière incontrôlée. Les chutes de fragments présentent des risques pour les personnes, les infrastructures et l’environnement en raison de la présence de combustibles toxiques, de matériaux inflammables et de composants radioactifs occasionnels. Même si la surveillance sismique ne fournira pas d’avertissement préalable, elle pourrait aider à évaluer rapidement les zones d’impact et à identifier les risques de contamination.
L’adaptation réussie des techniques de suivi sismique martiennes à la Terre démontre un outil nouveau et potentiellement vital pour gérer la menace croissante des débris spatiaux.
La technologie offre une approche complémentaire aux systèmes radar existants, améliorant la connaissance globale de la situation à mesure que le trafic spatial continue de se développer.
