L’espace un peu plus proche que 100 km ?

L’espace pourrait être un peu plus proche que la limite officielle définie à 100 km par la Fédération aéronautique internationale.

L’altitude de 100 km a été calculée après la seconde guerre mondiale par un physicien hongro-américain, Theodore von Kármán, comme la région où l’atmosphère terrestre devient trop ténue pour des applications aéronautiques. On l’appelle communément la ligne de Karman.

Mais Jonathan McDowell, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a publié le 20 juillet un article où il propose 80 kilomètres comme une limite plus appropriée que la ligne actuelle de Karman.

Il revisite les définitions proposées de la frontière entre l’atmosphère terrestre et l’espace extra-atmosphérique,  en considérant les trajectoires orbitales et suborbitales utilisées par les véhicules spatiaux. En particulier, il a étudié le bord intérieur de l’espace extra-atmosphérique d’un point de vue historiques physique et technologique, selon sa propre introduction à l’article.

Nuages mésosphériques polaires observés depuis l’ISS par Alexander Gerst. La limite de l’atmosphère à 80 km d’altitude ?

La ligne Karman se situerait en fait vers 80 km d’altitude

En fait, pour Jonathan, la limite de Karman a été fixée bien avant le premier satellite (Sputnik en 1957) et non sur des données orbitales exactes, d’où une erreur d’estimation.

Sur les trajectoires orbitales de quelques 43 000 satellites issues des données du NORAD, le Commandement de la défense aérospatiale de l’Amérique du Nord, qui surveille les objets volants aux États-Unis et au Canada, il a utilisé des informations de rentrée atmosphérique d’une cinquantaine de satellites. Chacun de ces satellites a accompli avec succès au moins deux rotations complètes autour de la Terre à des altitudes inférieures à 100 km. Le satellite soviétique Elektron-4, par exemple, a fait dix fois le tour de la planète à environ 85 km avant de brûler dans l’atmosphère en 1997. 

McDowell a utilisé un modèle mathématique pour trouver le point exact où ces différents satellites ont finalement décroché de leurs orbites et se sont consumés dans l’atmosphère. Il a alors constaté que le décrochage se produisait entre 66 et 88 km. Ce résultat n’est pas sensible à l’activité solaire ou à d’autres variations atmosphériques.

Si on place la limite à 80 km, cela correspond aussi à la limite supérieure de la mésosphère, et au début de la mésopause. C’est dans cette zone, qui va jusqu’à 100 km d’altitude environ que l’on mesure les températures les plus basses de l’atmosphère. Dans cette région de l’atmosphère, la composition chimique commence à changer radicalement et les particules chargées deviennent plus abondantes. Pour McDowell, sur le bord inférieur de la mésopause, donc à 80 km, l’atmosphère de la Terre devient une force plus forte pour les objets aériens.

Les différentes couches de l’atmosphère terrestre. La ligne jaune montre la réponse de la température de l’air à l’augmentation de l’altitude. Crédit Encyclopædia Britannica, Inc.

Quel impact ?

Cette nouvelle définition n’a pas d’incidence sur les lancements de fusées actuels mais cette limite a plusieurs implications juridiques potentielles.

L’espace aérien au-dessus d’un pays donné est généralement considéré comme faisant partie de ce pays. Mais l’espace extra-atmosphérique « n’est pas soumis à l’appropriation nationale par revendication de souveraineté, par usage ou occupation, ou par tout autre moyen » selon le Traité international de l’espace signé en 1967.

Mais cela pourrait aider à fixer les règles de la politique spatiale et des vols spatiaux commerciaux pour les années à venir.

Nuages noctilucents observés depuis l’ISS par Oleg Artemyev. Ils sont faits de cristaux de glace d’eau. Ils sont le plus souvent observés pendant les mois d’été à des latitudes comprises entre 50 ° et 70 ° au nord et au sud de l’équateur. Ils ne peuvent être observés que lorsque le Soleil est au-dessous de l’horizon. Ils se situent à une altitude entre 75 à 90 km. 

 

Une réflexion sur “L’espace un peu plus proche que 100 km ?

  1. Rappelons que, pendant longtemps, la limite de l’espace n’était pas fixée à 100 km mais à 80 km (ou 50 miles, soit 80 457 m étant donné qu’il s’agit non pas de miles nautiques mais de miles terrestres).

    C’est ainsi que plusieurs pilotes de X-15 ont été qualifiés d’astronautes après avoir franchi la barre des 80 km (vols suborbitaux).

    Il s’agit de Robert M. White (en 1962), Joseph A. Walker et Robert A. Rushworth (en 1963), Joe H. Engle et John B. McKay (en 1965), William H. Dana (en 1966), William J. « Pete » Knight et Michael J. Adams (en 1967), ce dernier étant décédé à l’issue de ce vol.

    555 hommes (dont 61 femmes) ont effectué à ce jour au moins un vol orbital.
    356 (dont 38 femmes) en ont effectué au moins deux.
    199 (dont 21 femmes) en ont effectué au moins trois.
    101 (dont 12 femmes) en ont effectué au moins quatre.
    34 (dont 6 femmes) en ont effectué au moins cinq.
    9 en ont effectué au moins six et 2 (Jerry L. Ross et Franklin R. Chang-Diaz) en ont effectué sept (tous deux en 2002).

    Maintenant, si l’on y rajoute uniquement ceux qui ont effectué des vols suborbitaux à plus de 100 km, il convient d’en rajouter 3 : Joseph A. Walker en 1963 (sur X-15), Michael W. Melvill et W. Brian Binnie en 2004 (sur SpaceShipOne), soit un total de 558.

    Mais si l’on considère comme astronautes tous ceux qui ont effectué des vols suborbitaux à plus de 80 km, il convient d’en rajouter 9 : Robert M. White en 1962, Joseph A. Walker et Robert A. Rushworth en 1963, John B. McKay en 1965, William H. Dana en 1966, William J. « Pete » Knight et le malheureux Michael J. Adams en 1967 puis, 37 ans plus tard, Michael W. Melvill et W. Brian Binnie en 2004, soit un total de 564.

    A noter que Alan B. Shepard, Jr., Virgil I. Grissom (en 1961) et Joe H. Engle (en 1965) ont effectué des vols suborbitaux (les deux premiers sur Mercury-Redstone, le 3e sur X-15) avant d’effectuer des vols orbitaux.

    Quant à Vasiliy G. Lazarev et Oleg G. Makarov, ils effectuèrent un vol suborbital « à l’insu de leur plein gré » le 5 avril 1975 lors de l’échec du lancement de Soyuz 18A qui atteignit l’altitude de 192 km / 119 miles.

    A noter que l’échec au lancement de Soyuz T-10A (Vladimir G. Titov – Gennadiy M. Strekalov) le 27 septembre 1983 ne fut pas un vol suborbital.

    Il en est de même pour la malheureuse mission STS-51L / Challenger F-10 du 28 janvier 1986. Il en résulte que Michael J. Smith, Gregory B. Jarvis et Sharon Christa McAuliffe ne sont jamais allés dans l’espace. Sinon, ils auraient été les 200e, 201e et 202e, vols orbitaux seuls, ou les 207e, 208e et 209e, tous vols spatiaux confondus.

    ***

    Si la ligne de Karman (ou de von Karman) est fixée à 100 km, on peut dire que la ligne de McDowell est fixée à 80 km. Ce fut celle communément admise par l’USAF dans les années 60. Ce n’est donc pas vraiment une nouveauté.

    Ce sont les Français et les Russes (alors Soviétiques) qui ont poussé la FAI à fixer la limite de l’Espace à 100 km, les Français par cartésianisme (et peut-être aussi par anti-américanisme primaire) et les Russes afin de diminuer le nombre d’astronautes US alors que l’on était alors en pleine guerre froide, d’ailleurs pas toujours si froide que ça !… vu qu’on l’a échappé belle à plusieurs reprises, et pas seulement en octobre 62.

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