Le satellite radiographié

Anna Ettlin

Il est rare que les satellites reviennent intacts sur terre après leur mission dans l’espace – un exemple est le satellite européen « EURECA ». Des chercheurs de l’Empa ont examiné le satellite de manière non destructive à l’aide de différentes méthodes de radiographie. Celles-ci pourraient être utilisées à l’avenir pour le développement de technologies spatiales réutilisables ainsi que dans l’aviation et l’industrie automobile.

Qu’il s’agisse d’une cheville foulée ou d’un sac à dos à l’aéroport, les radiographies font aujourd’hui partie du quotidien dans de nombreux domaines. Des clichés beaucoup moins courants ont été réalisés par des chercheurs de l’Empa au « Center for X-Ray Analytics » : En collaboration avec le « Swiss Space Center » (aujourd’hui « Space Innovation » de l’EPFL) et le Musée suisse des transports, ils ont radiographié un satellite entier.

Le satellite radiographié porte le nom d’« EURECA » – abréviation de « EUropean REtrievable CArrier » – et est unique en son genre. Il a été lancé dans l’espace en 1992 à bord de la navette spatiale « Atlantis ». L’astronaute suisse Claude Nicollier a mis « EURECA » en orbite autour de la Terre. Le satellite de 4,5 tonnes y est resté pendant les onze mois suivants, jusqu’à ce qu’il soit capturé par l’équipage de la navette spatiale « Endeavour » le 1er juillet 1993 et ramené sur Terre. Ainsi, « EURECA » est l’un des rares satellites à être revenu intact de sa mission dans l’espace.

A l’origine, l’Agence spatiale européenne (ESA) avait prévu plusieurs missions pour ce satellite réutilisable. « EURECA » transportait 15 dispositifs interchangeables pour des expériences scientifiques, de la biologie à l’astrophysique. Pour des raisons budgétaires, le programme a toutefois été réduit – et le premier vol est également resté le dernier. Fin 2000, le satellite a été exposé au Musée suisse des transports à Lucerne. De là, le chemin vers Dübendorf et l’Empa n’était plus très long. Les chercheurs de l’Empa ne voulaient pas laisser passer l’occasion d’examiner sous toutes les coutures un satellite ayant déjà volé.

Un regard profond à l’intérieur

« EURECA » a été radiographié pour la première fois dès 2016 et les résultats complets de l’examen ont été publiés en 2025 dans la revue scientifique « Acta Astronautica ». Grâce à l’installation à rayons X de haute énergie, les chercheurs ont réussi à radiographier d’un seul tenant le satellite de cinq mètres de long, trois mètres de haut et deux mètres et demi de large. Ils ont en outre fait appel à d’autres techniques de radiographie pour des parties du satellite ainsi que pour les deux instruments scientifiques encore conservés.

Le grand avantage de l’imagerie par rayons X est le même pour le satellite que pour la cheville à l’hôpital et le bagage à main à l’aéroport : elle permet une vue non destructive de l’intérieur de l’objet. « Notre analyse porte sur plusieurs ordres de grandeur, de l’ensemble de la structure porteuse du satellite jusqu’à l’examen des matériaux à l’échelle nanométrique », explique Robert Zboray, chercheur à l’Empa et premier auteur de la publication. Les chercheurs ont ainsi découvert plusieurs défauts, comme des fissures dans les entretoises en plastique d’« EURECA » ainsi que des cassures et des déformations dans les instruments scientifiques examinés.

« Dans l’espace, les satellites sont exposés à de fortes radiations, à de grandes variations de température et à des collisions avec des particules de météorites et de débris spatiaux », explique Robert Zboray. « C’est justement pour les satellites réutilisables que nous pouvons identifier les points faibles grâce à nos méthodes ». Des dommages peuvent également survenir lors du lancement et de l’atterrissage. Pour les attribuer précisément, d’autres expériences seraient nécessaires, selon Robert Zboray. « L’idéal serait de radiographier de tels satellites aussi bien avant le lancement qu’après l’atterrissage », explique le scientifique.

Bien qu’« EURECA » ne déploie ses panneaux solaires plus qu’au Musée des transports, le thème des technologies spatiales réutilisables n’a jamais été aussi actuel qu’aujourd’hui. En 2025, plus de 10’000 satellites se trouvent déjà en orbite autour de la Terre – et ce nombre augmente chaque année. A cela s’ajoutent d’innombrables étages de fusées, des fragments d’anciens satellites et d’autres débris spatiaux qui représentent une menace pour les satellites actifs ainsi que pour les vols spatiaux habités.

« Les satellites réutilisables pourraient contribuer à réduire cette flotte de déchets et les procédés à rayons X permettraient d’optimiser leur conception », affirme Robert Zboray. Mais les rayons X à haute énergie ont également des applications terrestres, par exemple pour l’examen de composants destinés à l’aviation et à l’industrie automobile, ou même dans le domaine médico-légal.

Article : « Multi-scale and multi-energy non-destructive X-ray analysis of the European Retrievable Carrier (EURECA) » – Journal : Acta Astronautica – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude

Source : EMPA