Combien de débris spatiaux pèsent-ils au-dessus de nos têtes ?

Dans une chronique mémorable, Gabriel Garcia Marquez Il a avoué, « sans honte et même avec une certaine fierté machiste », sa peur de voler. Comme ceci : « Peut-être parce qu’il s’agit d’une peur différente, qui n’existe pas depuis nos origines, comme la peur du noir ou la peur elle-même d’être perçu comme ayant peur. Au contraire : la peur de voler est la plus récente de toutes, puisqu’elle existe depuis l’invention de la science du vol. Une crainte encore plus contemporaine est que des objets venus de l’espace nous tombent sur la tête. Il convient de rappeler la panique provoquée en 1979, lorsque le Station spatiale Skylabdéjà vide d’astronautes, désintégré lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre.

Que deviendraient ces 91 tonnes d’acier ? La possibilité qu’un morceau, aussi petit soit-il, parvienne à une personne était importante : selon les calculs mathématiques, les morceaux se propageaient comme des virus : un sur 152. La possibilité qu’il atteigne une ville de 100 000 habitants était d’une sur sept. Il y a eu une immense panique, malgré le calme réclamé par les NASA (l’agence spatiale américaine), mais les débris sont tombés sur l’océan Indien et les zones désertiques d’Australie. Les restes sont désormais dans des musées.

L’inquiétude quant à ce qui vient de l’espace ne s’est cependant pas arrêtée là, avec le malheur du Skylab, et a fait l’objet de nouvelles études menées par les organisations internationales qui cataloguent les débris spatiaux. Il y a des millions de décombres, oui, d’origines différentes. Le problème s’est aggravé à un rythme accéléré, en raison de la course spaciale et l’entrée en scène de pays comme l’Inde, le Japon et les Émirats arabes unis, ainsi que d’entreprises privées : SpaceX et Blue Origin.

Avec ces nouveaux acteurs qui lancent des appareils dans le ciel, il est naturel que la saleté se multiplie. C’est clair : plus il y a de satellites envoyés dans l’espace, plus il y a de risques que des objets errent dans le ciel et se perdent. Des 15 000 sondes placées en orbite depuis le début de l’exploration spatiale, 7 500 restent opérationnels dans le monde. En d’autres termes, la moitié est devenue une poubelle flottante, sans aucune fonction. Il existe un risque infime, presque nul, de blesser de vraies personnes. Cependant, le contact avec d’autres machines est beaucoup plus probable. À partir de débris spatiaux connus et suivis, 70 pour cent sont en orbite terrestre basse, qui s’étend à environ 2 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.

Lorsqu’ils sont éteints, ces appareils sont tirés vers le bas par la force gravitationnelle de la Terre. Ils brûlent à leur retour dans l’atmosphère terrestre, mais ne disparaissent pas complètement. Il reste des pièces, mais seules les plus grandes, mesurant plus de 10 centimètres, sont cataloguées et traçables. Certains objets sont immenses, de la taille d’un autobus scolaire, comme le satellite Envisat, lancé en 2002 par le Agence spatiale européenne (ESA) et désactivé dix ans plus tard. Avec une trajectoire inconnue, les débris plus petits sont également dangereux, car ils peuvent détruire le vaisseau spatial en raison de la vitesse qu’ils atteignent.

Portée des débris spatiaux

Pour mieux mesurer l’ampleur de l’impact des débris spatiaux, une équipe américaine de scientifiques du L’administration nationale des océans et de l’atmosphère (NOAA) a récemment analysé des échantillons d’air de la stratosphère et a noté la présence de plus d’une vingtaine de types de particules métalliques : argent, nickel et aluminium, utilisées dans la construction de fusées et de satellites. Bonheur une variété de métaux proviennent de satellites et de propulseurs de fusée dépensés vaporisés par la chaleur intense qu’ils reçoivent lorsqu’ils rentrent dans l’atmosphère terrestre.

Les poussières métalliques ne contaminent pas directement les couches inférieures de l’atmosphère et n’interfèrent pas négativement avec la qualité de l’air que vous respirez, déjà dégradé. Il existe cependant un risque d’interférence avec la couche d’ozone, bouclier protecteur naturel contre le réchauffement climatique. “Cela pourrait nuire à la santé des gens”, explique Daniel Murphy, qui dirigeait une équipe comprenant des scientifiques du CIRES, de Purdue et de l’Université de Leeds.

Cette découverte est l’un des premiers résultats de l’analyse des données recueillies par un avion de recherche à haute altitude au-dessus de l’Arctique lors d’une mission du laboratoire de sciences chimiques de la NOAA appelée SABRE, abréviation de processus d’aérosols stratosphériques, effets budgétaires et radiatifs. Il s’agit de l’effort le plus ambitieux et le plus intensif de l’agence à ce jour pour étudier les particules d’aérosols dans la stratosphère, une couche de l’atmosphère qui modère le climat de la Terre et abrite la couche protectrice d’ozone.

À l’aide d’un instrument construit sur mesure par la NOAA à Boulder, au Colorado, et monté dans le nez d’un avion de recherche WB-57 de la NASA, les scientifiques ont découvert de l’aluminium et des métaux exotiques incorporés dans environ 10 pour cent des particules d’acide sulfurique, qui constituent le vaste majorité des particules présentes dans la stratosphère. Ils ont également pu comparer la proportion d’éléments rares mesurés avec des alliages spéciaux utilisés dans les fusées et les satellites, confirmant ainsi leur origine sous forme de métal vaporisé provenant d’engins spatiaux rentrant dans l’atmosphère terrestre. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la prestigieuse revue Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

“Deux des éléments les plus surprenants que nous avons observés dans ces particules étaient le niobium et l’hafnium”, explique Daniel Murphy. “Ce sont deux éléments rares qu’on ne retrouve pas dans la stratosphère. C’était un mystère d’où viennent ces métaux et comment ils finissent.” là.”

Pionnier, mission SABRE

La mission SABRE s’est concentrée sur les aérosols, petites particules qui absorbent et réfléchissent les rayons du Soleil, protégeant la Terre et qui, dans de bonnes conditions, servent de surface aux réactions chimiques qui détruisent la couche d’ozone. C’est la première fois que des recherches relient directement la pollution stratosphérique à la rentrée de débris spatiaux.

Le niobium et l’hafnium ne se trouvent pas sous forme d’éléments libres dans la nature, mais sont raffinés à partir de minéraux. Ils sont utilisés dans les semi-conducteurs et les superalliages. En plus de ces deux éléments inhabituels, un nombre important de particules contenaient du cuivre, du lithium et de l’aluminium à des concentrations bien supérieures à celles trouvées dans les météorites ou les « poussières spatiales ». “La combinaison de l’aluminium et du cuivre, ainsi que du niobium et du hafnium, qui sont utilisés dans des alliages hautes performances et résistants à la chaleur, nous a attirés vers l’industrie aérospatiale”, a déclaré Murphy.

Au total, les scientifiques ont identifié plus de 20 éléments différents provenant de la rentrée des engins spatiaux et des satellites dans les particules échantillonnées lors de SABER, notamment de l’argent, du fer, du plomb, du magnésium, du titane, du béryllium, du chrome, du nickel, du zinc et du lithium.

Les scientifiques de la NOAA ont pu identifier avec précision autant de métaux différents grâce à un instrument personnalisé appelé PALMS (pour Particle Analysis by Laser Spectrometry) qui analyse la composition chimique des particules individuelles dans l’air une par une pendant que l’avion est en vol.

Les scientifiques sont impatients de comprendre comment ces particules de débris aérospatiaux interagissent avec d’autres aérosols de la stratosphère en raison de l’augmentation attendue du trafic spatial et de son impact potentiel sur la couche d’ozone. Ils souhaitent également explorer l’impact d’éventuelles propositions futures visant à ensemencer la stratosphère avec des millions de tonnes d’aérosols soufrés afin de ralentir le rythme du réchauffement climatique en réfléchissant la lumière du soleil vers l’espace.

“À 10 %, la fraction actuelle d’aérosols stratosphériques contenant des noyaux métalliques n’est pas importante”, a déclaré Martin Ross, co-auteur de l’étude. La société aérospatiale. « Mais au cours des cinq dernières années, plus de 5 000 satellites ont été lancés. « La plupart d’entre eux reviendront dans les cinq prochaines années et nous devons savoir comment cela pourrait affecter davantage les aérosols stratosphériques. »

En 1996, un fragment issu de la désintégration d’une fusée avait endommagé un satellite militaire français installé à 660 kilomètres de la Terre. Les sorties dans l’espace autour de la Station spatiale internationale (ISS) ont été interrompues en raison d’un contact avec des débris en orbite. Par conséquent, réglementer l’exploration spatiale pour stopper la pollution est le meilleur moyen d’empêcher le cosmos de devenir un environnement hostile.