Le climat changeant de la Terre n'a pas seulement un effet sur les océans, la faune et l'agriculture de la planète, il peut également avoir un impact sur son espace environnant. De nouvelles recherches examinent l'effet des gaz à effet de serre sur l'atmosphère supérieure de la Terre, ce qui suggère qu'il rétrécira avec le temps et deviendra moins capable de tenir autant de satellites qu'aujourd'hui.
En utilisant des simulations d'émissions de carbone au fil du temps, une équipe de scientifiques du MIT prévoit une baisse choquante de la capacité de transport par satellite de faible orbite terrestre. Ils ont conclu que, à mesure que l'atmosphère la plus élevée se rétrécit, les débris s'attarderont plus longtemps et que la réduction qui en résulte de la traînée atmosphérique pourrait augmenter le risque de collisions dans l'espace. L'équipe prévoit qu'en 2100, la capacité de charge des régions les plus populaires pourrait être réduite de 50 à 66% en raison des effets des gaz à effet de serre, selon une étude publiée lundi dans la durabilité de la nature.
«À mesure que les concentrations de gaz à effet de serre augmentent, elles réchauffent la troposphère où nous vivons mais refroidissons et contractes la haute atmosphère – la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère», a déclaré William Parker, étudiant diplômé chez le Le département d'aéronautique et d'astronautique du MIT a déclaré à Gizmodo. « La thermosphère joue un rôle crucial dans la création de débris orbitaux, le supprimant progressivement de l'espace. Cependant, à mesure que l'atmosphère se contracte en raison de l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre, les débris restent en orbite plus longtemps, augmentant le risque d'un scénario de collision en cascade en fuite. »
La thermosphère est l'endroit où la Station spatiale internationale et la plupart des autres satellites orbitent la Terre. Plus de 10 000 satellites dérivent actuellement à travers une orbite terrestre basse. Avec l'augmentation des émissions, les chances de collision entre l'augmentation des engins spatiales augmenteront, ce qui entraînera la création de plus de débris spatiaux. Cela réduira le nombre de satellites capables d'opérer en orbite terrestre basse dans le même seuil de risque qui est appliqué aujourd'hui.
Les gaz à effet de serre agissent comme une couverture, réchauffant la troposphère en isolant la surface et en reflétant la chaleur vers le sol, a expliqué Parker. La rétention de la chaleur dans la troposphère signifie que moins de chaleur fait son chemin dans la haute atmosphère. De plus, la chaleur qui se dirige vers la haute atmosphère est rayonnée dans l'espace par des gaz à effet de serre.
«Ces deux contributions conduisent à un refroidissement à long terme dans la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère. Ce refroidissement conduit à la contraction », a ajouté Parker. « Si vous avez déjà mis un ballon dans un congélateur, vous saurez que lorsque la température tombe, le ballon rétrécit. » La même chose se produit dans la haute atmosphère à l'échelle mondiale.
Les chercheurs derrière l'étude ont simulé différents scénarios au cours du siècle à venir, dans lequel les concentrations de gaz à effet de serre restent au même niveau à partir de l'an 2000 et d'autres où les émissions changent en fonction du panel intergouvernemental sur le changement climatique (GIEC) partageaient les voies socioéconomiques (SSP). L'augmentation des émissions au fil du temps a conduit à une capacité de charge considérablement réduite par une faible orbite terrestre.
« Sans atmosphère, la plupart des débris spatiaux resteraient en orbite indéfiniment », a déclaré Parker. «Au fur et à mesure que l'atmosphère s'amincit, les débris s'attaquent plus longtemps, augmentant le risque pour les satellites actifs. Avec les conséquences croissantes des débris spatiaux, nous pouvons accueillir moins d'événements générateurs de débris. »
Avec la réduction estimée du nombre de satellites en orbite terrestre basse au fil du temps, l'étude avertit que si la capacité des satellites est dépassée dans une région particulière, elle peut conduire à une «instabilité d'Image», ou à une cascade de collisions qui y créeraient tellement de débris que les satellites ne seraient plus en mesure d'y fonctionner en toute sécurité.
Alors que l'industrie spatiale continue de croître à des taux sans précédent, la demande de vaisseaux spatiaux en orbite terrestre. En 2023, il y a eu une augmentation de 35% du nombre total de satellites actifs en orbite autour de la Terre. Ce nombre augmentera probablement avec le temps.
Les chercheurs derrière l'étude suggèrent que des mesures proactives doivent être prises aujourd'hui, ainsi que de meilleures décisions sur le nombre de satellites lancés dans l'espace. « Plus de satellites ont été lancés au cours des cinq dernières années que dans les 60 années précédentes combinées », a déclaré Parker. « L'une des () choses clés que nous essayons de comprendre est de savoir si le chemin sur lequel nous survions aujourd'hui est durable. »