Etude de populations observées ou synthétiques de débris spatiaux depuis les données jusqu'aux modèles

Résumé

Depuis le lancement du premier satellite, Spoutnik, en 1957, les activités spatiales en orbite terrestre produisent des débris spatiaux qui menacent les satellites opérationnels et les stations habitées. Ainsi, l'étude et la prise en charge préventive des populations de débris spatiaux sont devenues cruciales pour le bon déroulement des activités spatiales. En particulier, notre capacité à observer et à suivre les plus petits objets étant limitée, il nous faut produire des modèles capables d'estimer l'ensemble des populations de débris existantes et d'étudier leur évolution durant les prochaines décennies.

Cette thèse est consacrée à la modélisation de populations de débris spatiaux et à l'étude de leur évolution. Les points clés sont la propagation d'orbite, la modélisation des sources, et l'ajustement par rapport aux données d'observation.

Le premier point a été traité en développant un logiciel, incluant les propagateurs NIMASTEP et SYMPLEC, capable de propager l'orbite d'un objet en prenant en compte le géopotentiel, l'attraction de la Lune et du Soleil, la pression de radiation solaire avec l'effet de l'ombre de la Terre, et le freinage atmosphérique. Un effort particulier a été consacré à l'implémentation du freinage atmosphérique (pour NIMASTEP uniquement) avec trois modèles de densité atmosphérique (JB2008, DTM2013 et TD88) et à la parallélisation permettant d'utiliser plusieurs CPUs pour calculer un grand nombre d'orbites en un temps raisonnable. Les second et troisième points ont été traités en implémentant un modèle de fragmentation et en le calibrant en utilisant les observations TLE. Pour répondre au troisième point, nous avons également introduit le concept de population synthétique. Cette technique de microsimulation appliquée aux débris spatiaux permet de pondérer une population simulée pour réduire l'écart avec la population réelle.

la date de réponse	13 oct. 2017
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Sponsors	Fund for Research Training in Industry and Agriculture (FRIA)
Superviseur	Anne Lemaitre (Promoteur), Timoteo Carletti (Président), Florent Deleflie (Jury), Alessandro Rossi (Jury) & Thomas Schildknecht (Jury)