Chaque année, des centaines de satellites quittent leur orbite. La plupart sont désorbités correctement, mais certains tombent en panne brutalement. Et même les mieux élevés, une fois déclassés, peuvent se mettre à culbuter tout seuls à cause de l'accumulation de petites perturbations comme la pression du rayonnement solaire - devenant finalement impossibles à capturer par des missions d'élimination active des débris (ADR). Avec plus de 36 500 objets débris suivis en orbite, le risque de collisions en cascade est réel. L'ESA avertit que sans solutions ADR, certaines orbites basses deviendront inutilisables. Donc garantir que tous les satellites morts soient correctement stabilisés serait un élément majeur pour rendre l'ADR économiquement viable.

Entrez le Detumbler de la R&D d'Airbus : un dispositif d'amortissement magnétique passif qui stabilise les satellites en culbute avant qu'ils ne deviennent incontrôlables. Agissant comme un frein à induction, il dissipe l'énergie cinétique via le champ magnétique terrestre, arrêtant la culbute en quelques mois. Pour la première fois, les opérateurs disposent d'une solution fiable, peu coûteuse et entièrement passive pour prévenir la culbute post-mission - parce que rien ne dit « espace durable » comme un gadget qui fonctionne après la panne de courant.

Sans alimentation et donc sans actionneurs, le seul phénomène capable de limiter les taux de culbute dans un engin spatial mort sont les courants de Foucault naturels créés par le champ magnétique terrestre dans la structure métallique en rotation du satellite. Court-circuiter les magnéto-coupleurs en fin de vie pourrait aider à amplifier cet effet naturel. Malheureusement, le couple résistif résultant est proportionnel au carré du faible champ magnétique (le moment dipolaire induit M est proportionnel à B, et le couple magnétique résultant est MxB), rendant ces effets extrêmement faibles - trop faibles pour empêcher une culbute spontanée en cas d'asymétrie dans les perturbations externes. Par exemple, en 2017, 12 ans après sa mise hors service, Topex-Poseidon avait atteint une vitesse de rotation de 34 deg/s (40 000 Nms de moment cinétique accumulé). Ça fait beaucoup de Nms pour un satellite censé être mort.

Malgré sa masse et son volume très modestes, le Detumbler peut atteindre des efficacités de plusieurs ordres de grandeur supérieures, en utilisant des aimants permanents afin que le couple de freinage soit proportionnel à B, et non à B². Oui, la physique : tout est question d'exposant.

Le programme de sécurité spatiale de l'ESA exige des capacités de stabilisation pour les missions en orbite basse de plus de 500 kg (1100 lbs), visant des performances de stabilisation de 3°/s à 0,75°/s en moins d'un an. Le Detumbler d'Airbus est une solution de premier plan pour répondre aux exigences de l'ESA et ainsi permettre l'élimination active des débris.

Le rotor magnétisé à l'intérieur du Detumbler tend à rester aligné avec le champ magnétique terrestre. Lorsque le satellite culbute, le boîtier conducteur du Detumbler tourne autour du rotor magnétisé, provoquant ainsi un freinage magnétique par courants de Foucault. Cela dissipe lentement mais sûrement l'énergie cinétique du satellite, réduisant le moment cinétique de façon exponentielle, pour finalement atteindre un état stable stabilisé avec des taux résiduels très faibles. Ceci est réalisé sans besoin d'énergie électrique ou de calcul, contrairement à tous les autres actionneurs de contrôle d'attitude. C'est essentiellement un aimant dans une boîte, et ça marche.

Pesant environ 200 g (0,440 lbs), l'appareil de la taille d'une paume peut être intégré presque n'importe où (mais pas trop près du magnétomètre) dans les conceptions de plateformes existantes, avec peu ou pas de modifications, ce qui en fait une décision facile pour les futures missions spatiales en orbite basse.

Le Detumbler n'est plus en R&D ; il est au niveau TRL 8 et déjà disponible commercialement via le portefeuille de produits d'électronique spatiale d'Airbus. Principaux avantages : 100 % passif (aucune alimentation ni actionneur de contrôle d'attitude nécessaire ; fonctionne même après la fin de la mission) ; compatible avec une large gamme de tailles de plateformes (d'environ 150 kg (330 lbs) à environ 1,5 tonne (3300 lbs)) ; stabilisation en quelques semaines pour les petites plateformes, en un an pour la limite supérieure de la gamme de tailles ; empêche la culbute malgré des perturbations externes moyennes jusqu'à 5 µNm ; testé sous vibrations de lancement et conditions orbitales ; et une proposition de valeur compétitive. C'est beaucoup de c