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Comment de minuscules débris spatiaux causent-ils des dégâts incroyables?

En 2016, l’astronaute de l’Agence spatiale européenne Tim Peake a partagé un photo d’une bosse d’un quart de pouce creusée dans une vitre de la Station spatiale internationale (ISS). Le coupable? Une petite tache de débris spatiaux.

Le morceau de débris, peut-être un flocon de peinture ou un fragment de métal provenant d’un satellite, n’avait que quelques millièmes de millimètre de diamètre – pas beaucoup plus gros qu’une seule cellule de E. coli.

Mais comment quelque chose d’aussi petit peut-il causer des dommages visibles?

« Tout se résume à la vitesse », a déclaré Vishnu Reddy, astronome à l’Université de l’Arizona. Objets à l’altitude de l’ISS et de la plupart des autres satellites – environ 400 kilomètres au-dessus la terre – tourner autour de notre planète une fois toutes les 90 minutes, selon le Agence spatiale européenne. C’est plus de 15,600 mph (25200 km / h), 10 fois la vitesse d’une balle moyenne tirée sur Terre, a écrit Robert Frost, instructeur et contrôleur de vol à la NASA. Quora.

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L’énergie d’un impact n’est pas seulement liée à la taille d’un objet; la vitesse (vitesse et direction) est tout aussi importante. C’est pourquoi une petite balle peut causer tant de dégâts; en se déplaçant à une vitesse suffisamment élevée, tout objet peut être dangereux, a déclaré Reddy à 45Secondes.fr.

Gardez à l’esprit que la vitesse est additive, a déclaré Kerri Cahoy, professeur agrégé d’aéronautique et d’astronautique au Massachusetts Institute of Technology. Donc, si deux objets se rapprochent l’un de l’autre lorsqu’ils entrent en collision, cela augmente l’énergie de leur impact.

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« Pensez-y comme si vous conduisiez sur une autoroute », a déclaré Cahoy à 45Secondes.fr. Deux voitures rapides se déplaçant dans la même direction pouvaient se toucher et « à peine s’embrasser », a-t-elle déclaré. Mais si un véhicule – même léger, comme une moto – heurte une voiture en accélérant dans la direction opposée, cela pourrait être désastreux pour les deux conducteurs.

De même, dans l’espace, une tache de peinture en mouvement rapide qui entre en collision avec l’ISS peut laisser une marque relativement importante.

L'astronaute de l'ESA Tim Peake a pris cette photo d'une marque de gouge sur la Station spatiale internationale qui a été faite par une tache de débris spatiaux.

Lorsqu’une tache de débris spatiaux est entrée en collision avec la Station spatiale internationale, l’astronaute de l’ESA Tim Peake a pris une photo de la marque de gouge résultante. (Crédit d’image: ESA / NASA)

Dans l’espace, les satellites, les engins spatiaux et les débris gravitent autour de nombreux chemins différents; tandis qu’un objet pourrait orbiter horizontalement autour de l’équateur, un autre pourrait faire une boucle verticalement autour des pôles. Certains objets se déplacent même «en rétrogradation», ce qui signifie qu’ils tournent à contre-courant de l’orbite terrestre. Alors que de plus en plus de débris encombrent l’espace, l’orbite basse de la Terre (dans laquelle tourne l’ISS) se transforme en une autoroute bondée aux heures de pointe. « Il peut y avoir un potentiel de dégâts importants », a déclaré Cahoy à 45Secondes.fr.

Les astronautes à bord de l’ISS ont eu la chance qu’un plus gros morceau de débris n’ait pas frappé leur fenêtre. Un fragment de la taille d’un microbe peut ne laisser qu’une bosse, mais un fragment de la taille d’un pois peut désactiver les systèmes de vol critiques, selon l’Agence spatiale européenne. Un morceau de débris de la taille d’une balle de ping-pong? « Ce serait catastrophique », a déclaré Reddy. À cette taille, les débris spatiaux pourraient entraîner une dépressurisation rapide de la station spatiale, ce qui rendrait impossible pour les astronautes de respirer à bord, a déclaré Reddy.

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La jonque spatiale est un problème croissant. L’orbite terrestre contient au moins 128 millions de débris, dont 34000 mesurent plus de 10 centimètres environ, selon le Muséum d’histoire naturelle à Londres – et ce ne sont que les fragments qui sont assez grands pour être détectés. Ces plus petits morceaux se forment lorsque les satellites survivent naturellement sous un rayonnement ultraviolet extrême, lorsque de plus gros débris spatiaux entrent en collision ou lorsque des satellites sont intentionnellement détruits. Les pièces plus grandes comprennent 3000 satellites abandonnés, ainsi que des boulons et d’autres pièces jetés par les engins spatiaux lors des lancements.

En suivant les débris spatiaux, les scientifiques peuvent dire aux pays et aux entreprises quand manœuvrer un vaisseau spatial hors de la trajectoire d’un morceau de débris qui accélère, a déclaré Reddy. L’ISS a effectué 25 de ces manœuvres depuis 1999, selon le Muséum d’histoire naturelle. Et les chercheurs développent des moyens de pêcher les déchets hors de l’espace, comme l’utilisation d’hameçons, de filets et d’aimants pour les ramener dans l’atmosphère terrestre.

Trop de déchets spatiaux pourraient rendre dangereux pour les humains l’utilisation de l’orbite terrestre pour des satellites et d’autres types de vaisseaux spatiaux. Nous sommes loin de ce point maintenant, mais il est important de devancer le problème des débris spatiaux pour éviter toute accumulation supplémentaire, a déclaré Reddy.

« Nous comptons sur l’espace pour tant de choses: la communication, les prévisions météorologiques, les banques, les divertissements et l’armée », a-t-il déclaré. « En ce qui concerne notre progression en tant que civilisation, nous ferions de nombreux pas en arrière si nous n’avions pas accès à l’espace. »

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Publié à l’origine le Science en direct.

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