pourquoi les voyages spatiaux commerciaux pourraient être un autre pas de géant pour la pollution de l’air

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SpaceX cherche à étendre son mandat pour inclure les lancements commerciaux en orbite terrestre basse. SpaceX/Flickr, CC BY-NC

La mission Axiom-1 d’envoyer quatre astronautes privés à la Station spatiale internationale est la première des nombreuses missions prévues par la NASA pour étendre l’ISS à des fins commerciales dans le cadre de ce qu’on appelle l’économie en orbite terrestre basse.

Le commandant de la mission Axiom-1 a déclaré avec insistance qu’il ne s’agissait pas d’un exemple de tourisme spatial, car l’équipage a suivi une formation et la mission comprend des plans pour mener des recherches biomédicales.

Les membres de l’équipage – tous des hommes âgés de 52 à 71 ans – auraient payé la somme exorbitante de 55 millions de dollars américains (42,3 millions de livres sterling) par billet, un montant qui financerait sans aucun doute un formidable programme de recherche biomédicale ici sur Terre. Mais au-delà du prix ridicule du billet, je suis préoccupé par les impacts environnementaux potentiels de telles escapades spatiales.

La mission utilise une fusée SpaceX Falcon 9 Block 5, avec l’équipage situé dans le vaisseau spatial Crew Dragon à son sommet. La fusée a deux étages : le propulseur réutilisable qui contient la majeure partie (environ les quatre cinquièmes) du carburant et qui retourne sur Terre pour être réutilisé, et un deuxième étage mis au rebut.

Une capsule s'approche d'une structure plus grande dans l'espace, marquée d'un logo Dragon
Vue d’artiste de l’engin SpaceX Crew Dragon amarré à la Station spatiale internationale. Wikipédia

Le booster atteint une altitude d’environ 140 km avant de revenir sur Terre. L’énergie nécessaire pour propulser le vaisseau spatial vers l’ISS est obtenue à partir de la réaction de combustion entre le kérosène de qualité fusée et l’oxygène liquide, libérant des sous-produits dangereux dans l’environnement.

Les lancements de fusées et le retour des composants réutilisables libèrent des polluants atmosphériques et des gaz à effet de serre dans plusieurs couches atmosphériques. Dans la moyenne et la haute atmosphère, ceux-ci peuvent persister pendant des années par rapport aux polluants équivalents rejetés à la surface de la Terre ou à proximité, qui persistent pendant des semaines au maximum. En effet, il y a moins de réactions chimiques ou d’événements météorologiques pour évacuer les polluants des couches intermédiaires et supérieures.

Polluants puissants

Le kérosène utilisé par les fusées SpaceX Falcon est un mélange d’hydrocarbures, composé d’atomes de carbone et d’hydrogène. Ceux-ci réagissent avec l’oxygène liquide pour former du dioxyde de carbone (CO₂), de la vapeur d’eau (H₂O) et des particules de carbone noir ou de suie qui sont libérées par l’échappement de la fusée.

Le CO₂ et le H₂O sont de puissants gaz à effet de serre, et les particules de suie noire sont très efficaces pour absorber les rayons du soleil. Cela signifie que tous ces produits chimiques contribuent au réchauffement de l’atmosphère terrestre.

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Des oxydes d’azote (NOx), des polluants atmosphériques réactifs, se forment également lors du lancement en raison de températures très élevées provoquant une réaction de liaison entre des molécules d’azote et d’oxygène généralement stables. Le NOx est également produit lorsque les composants réutilisables de la fusée reviennent sur Terre, en raison des températures extrêmes produites par le frottement sur ses boucliers thermiques lorsqu’ils traversent la mésosphère à 40-70 km.

Lorsque ces particules entrent en contact avec la couche d’ozone (dans la stratosphère), elles convertissent l’ozone en oxygène, appauvrissant la fragile gaine qui protège la planète des rayons UV nocifs du soleil.

Un compte à rebours devant un petit lac, une fusée visible en arrière-plan

Bien que les émissions totales de CO₂ de ce lancement soient faibles par rapport à celles de l’industrie aéronautique mondiale, les émissions par passager seront environ 100 fois supérieures à celles d’un vol long-courrier.

Les émissions de suie sont également bien inférieures à celles de l’industrie aéronautique, mais lorsqu’elles sont rejetées dans la moyenne et la haute atmosphère, la suie a un effet de réchauffement 500 fois plus important qu’à des niveaux plus proches de la Terre. C’est en partie parce qu’il n’y a généralement pas de nuages ​​et peu ou pas d’aérosols en concurrence avec la suie pour absorber les rayons du soleil.

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Les opportunités potentielles de création de réseaux industriels et commerciaux en orbite terrestre basse ont été comparées par un co-fondateur d’Axiom aux débuts du développement d’Internet, désormais une technologie presque universellement accessible. Si nous étendons cette analogie pour imaginer des niveaux d’accès tout aussi élevés à l’économie en orbite terrestre basse, les lancements de fusées deviendront probablement beaucoup plus courants que les 146 lancements réalisés en 2021.

Un tel scénario modifierait considérablement le climat de la Terre et compromettrait nos progrès significatifs dans la réparation de la couche d’ozone. À tout le moins, des recherches sont nécessaires de toute urgence pour évaluer les conséquences d’une économie florissante en orbite terrestre basse pour notre planète d’en bas.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.

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Eloise Marais reçoit des financements de la Commission européenne et du UK Natural Environment Research Council.