Regardez le ciel nocturne, et que voyez-vous ? L'espace, scintillant et étincelant dans toute sa splendeur. D'un point de vue astronomique, l'espace est vraiment assez proche, s'attardant juste de l'autre côté de cette fine couche que nous appelons une atmosphère. Et si vous y réfléchissez, la Terre n'est guère plus qu'une petite île dans une mer d'espace. Il est donc littéralement tout autour de nous.
Par définition, l'espace est défini comme étant le point où se termine l'atmosphère terrestre et où commence le vide de l'espace. Mais à quelle distance est-ce exactement ? À quelle hauteur devez-vous voyager avant de pouvoir réellement toucher l'espace ? Comme vous pouvez probablement l'imaginer, avec une définition aussi subjective, les gens ont tendance à être en désaccord sur l'endroit exact où commence l'espace.
Définition:
La première définition officielle de l'espace est venue du Comité consultatif national de l'aéronautique (le prédécesseur de la NASA), qui a décidé du point où la pression atmosphérique était inférieure à une livre par pied carré. C'était l'altitude à laquelle les surfaces de contrôle des avions ne pouvaient plus être utilisées et correspondait à environ 81 kilomètres (50 miles) au-dessus de la surface de la Terre.
Le Bell X-1, dans lequel Chuck Yeager a « cassé » le mur du son en 1947. Crédit : NASA
Tout pilote d'essai ou astronaute de la NASA qui franchit cette altitude reçoit ses ailes d'astronaute. Peu de temps après l'adoption de cette définition, l'ingénieur aérospatial Theodore von Kármán a calculé qu'au-dessus d'une altitude de 100 km, l'atmosphère serait si mince qu'un avion devrait se déplacer à une vitesse orbitale pour dériver une portance.
Cette altitude a ensuite été adoptée comme ligne Karman by the World Air Sports Federation (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). And in 2012, when Felix Baumgartner a battu le record de la chute libre la plus élevée, il a sauté d'une altitude de 39 kilomètres (24,23 mi), moins de la moitié de l'espace (selon la définition de la NASA).
De la même manière, l'espace est souvent défini comme commençant à l'altitude la plus basse à laquelle les satellites peuvent maintenir des orbites pendant un temps raisonnable, soit environ 160 kilomètres (100 miles) au-dessus de la surface. Ces différentes définitions sont compliquées lorsque l'on prend en compte la définition du mot « atmosphère ».
L'atmosphère terrestre:
Lorsque nous parlons de l'atmosphère terrestre, nous avons tendance à penser à la région où la pression atmosphérique est encore suffisamment élevée pour provoquer une résistance de l'air, ou où l'air est simplement assez épais pour respirer. Mais en vérité, l'atmosphère terrestre est composée de cinq couches principales - la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère - dont cette dernière s'étend assez loin dans l'espace.
La navette spatiale Endeavour silhouettée contre l'atmosphère terrestre. La couche orange est la troposphère, la couche blanche est la stratosphère et la couche bleue la mésosphère. Crédit : NASA
La thermosphère, la deuxième couche la plus élevée de l'atmosphère, s'étend d'une altitude d'environ 80 km (50 mi) jusqu'à la thermopause, qui se situe à une altitude de 500 à 1 000 km (310 à 620 mi). La partie inférieure de la thermosphère, - de 80 à 550 kilomètres (50 à 342 mi) - contient l'ionosphère, qui est ainsi nommée car c'est ici dans l'atmosphère que les particules sont ionisées par le rayonnement solaire.C'est donc là que les phénomènes dits aurores boréales et Aurara Australis sont connus pour avoir lieu. Les Station spatiale internationale orbite également dans cette couche, entre 320 et 380 km (200 et 240 mi), et doit être constamment augmentée car la friction avec l'atmosphère se produit toujours.
La couche la plus externe, connue sous le nom d'exosphère, s'étend jusqu'à une altitude de 10 000 km (6 214 mi) au-dessus de la planète. Cette couche est principalement composée de densités extrêmement faibles d'hydrogène, d'hélium et de plusieurs molécules plus lourdes (azote, oxygène, CO²). Les atomes et les molécules sont si éloignés les uns des autres que l'exosphère ne se comporte plus comme un gaz et les particules s'échappent constamment dans l'espace.
C'est ici que l'atmosphère terrestre se confond vraiment avec le vide de l'espace extra-atmosphérique, où il n'y a pas d'atmosphère. C'est pourquoi la majorité des satellites de la Terre orbitent dans cette région. Parfois, les aurores boréales et les aurores australes se produisent dans la partie inférieure de l'exosphère, où elles se chevauchent dans la thermosphère. Mais au-delà, il n'y a pas de phénomènes météorologiques dans cette région.
Interplanétaire contre interstellaire :
Une autre distinction importante lorsque l'on discute de l'espace est la différence entre ce qui se trouve entre les planètes ( espace interplanétaire ) et celui qui se trouve entre les systèmes stellaires ( espace interstellaire ) dans notre galaxie. Mais bien sûr, ce n'est que la pointe de l'iceberg en matière d'espace.
Si l'on devait élargir le filet, il y a aussi l'espace qui s'étend entre les galaxies de l'Univers ( espace intergalactique ). Dans tous les cas, la définition implique des régions où la concentration de matière est significativement plus faible qu'en d'autres endroits - c'est-à-dire une région occupée au centre par une planète, une étoile ou une galaxie.
De plus, dans les trois définitions, les mesures impliquées dépassent tout ce que nous, les humains, sommes habitués à traiter régulièrement. Certains scientifiques pensent que l'espace s'étend à l'infini dans toutes les directions, tandis que d'autres pensent que l'espace est fini, mais illimité et continu (c'est-à-dire qu'il n'a ni début ni fin).
En d'autres termes, il y a une raison pour laquelle ils l'appellent espace - il y en a tellement !
Exploration:
L'exploration de l'espace (c'est-à-dire celui qui se trouve immédiatement au-delà de l'atmosphère terrestre) a véritablement commencé avec ce qu'on appelle le ' Âge de l'espace ', Cette nouvelle ère d'exploration a commencé lorsque les États-Unis et l'Union soviétique ont mis en orbite des satellites et des modules avec équipage.
Le premier événement majeur de l'ère spatiale a eu lieu le 4 octobre 1957, avec le lancement de Spoutnik 1 par l'Union soviétique - le premier satellite artificiel à être lancé en orbite. En réponse, le président de l'époque, Dwight D. Eisenhower, a signé le Loi nationale sur l'aéronautique et l'espace le 29 juillet 1958, établissant officiellement la NASA.
Photographie d'un technicien russe mettant la touche finale à Spoutnik 1, le premier satellite artificiel de l'humanité. Crédit : NASA/Asif A.
Immédiatement, la NASA et le programme spatial soviétique ont commencé à prendre les mesures nécessaires pour créer des engins spatiaux habités. En 1959, ce concours aboutit à la création de l'Union soviétique Programme Vostok et de la NASA Projet Mercure . Dans le cas de Vostok, il s'agissait de développer une capsule spatiale qui pourrait être lancée à bord d'une fusée porteuse non réutilisable.
Outre de nombreux tests sans pilote et quelques-uns utilisant des chiens, six pilotes soviétiques ont été sélectionnés en 1960 pour être les premiers hommes à aller dans l'espace. Le 12 avril 1961, le cosmonaute soviétique Youri Gagarine a été lancé à bord du Vostok 1 vaisseau spatial du cosmodrome de Baïkonour, et est ainsi devenu le premier homme à aller dans l'espace (battant l'Américain Alain Shepard en quelques semaines seulement).
Le 16 juin 1963, Valentina Terechkova a été mis en orbite à bord du Vostok 6 (qui était la dernière mission Vostok), et est ainsi devenue la première femme à aller dans l'espace. Pendant ce temps, la NASA a repris le projet Mercury de l'US Air Force et a commencé à développer son propre concept de mission en équipage.
Youri Gagarine avant un vol spatial à bord du vaisseau spatial Vostok. 12 avril 1961 Crédit : RIA Novosti
Conçu pour envoyer un homme dans l'espace à l'aide de fusées existantes, le programme a rapidement adopté le concept de lancement de capsules balistiques en orbite. Les sept premiers astronautes, surnommés les ' Mercure sept ', ont été sélectionnés parmi les programmes de pilotes d'essai de la Marine, de la Force aérienne et de la Marine.
Le 5 mai 1961, l'astronaute Alan Shepard est devenu le premier Américain dans l'espace à bord du Liberté 7 mission. Puis, le 20 février 1962, l'astronaute John Glenn est devenu le premier Américain à être lancé en orbite par un Lanceur Atlas dans le cadre de Amitié 7 . Glenn a effectué trois orbites de la planète Terre et trois autres vols orbitaux ont été effectués, culminant avec le vol de 22 orbites de L. Gordon Cooper à bord. Foi 7 , qui a volé les 15 et 16 mai 1963.
Au cours des décennies qui ont suivi, la NASA et les Soviétiques ont commencé à développer des engins spatiaux plus complexes et à longue portée. Une fois la ' Course vers la Lune » s'est terminée par le débarquement réussi de Apollo 11 (suivi de plusieurs autres missions Apollo ), l'accent a commencé à se déplacer vers l'établissement d'une présence permanente dans l'espace.
Pour les Russes, cela a conduit au développement continu de la technologie des stations spatiales dans le cadre de la Programme salyout . Entre 1972 et 1991, ils ont tenté de mettre en orbite sept stations distinctes. Cependant, des défaillances techniques et une défaillance des boosters du deuxième étage d'une fusée ont provoqué les trois premières tentatives après Salout 1 échouer ou entraîner la désintégration des orbites de la station après une courte période.
Skylab, la première station spatiale habitée des États-Unis. Photo prise par l'équipage du Skylab 4 au départ en février 1974. Crédit : NASA
Cependant, en 1974, les Russes ont réussi à déployer avec succès Salout 4, suivi de trois autres stations qui resteraient en orbite pendant des périodes comprises entre un et neuf ans. Alors que tous les Saliouts ont été présentés au public comme des laboratoires scientifiques non militaires, certains d'entre eux étaient en fait des couvertures pour l'armée ne comprends pas reconnaissance stations.
La NASA a également poursuivi le développement de la technologie des stations spatiales, qui a culminé en mai 1973 avec le lancement de Skylab , qui resterait la première et la seule station spatiale américaine construite de manière indépendante. Lors du déploiement,Skylaba subi de graves dommages, perdant sa protection thermique et l'un de ses panneaux solaires.
Cela a obligé le premier équipage à se rendre à la station et à effectuer des réparations. Deux autres équipages ont suivi et la station a été occupée pendant un total de 171 jours au cours de son histoire de service. Cela a pris fin en 1979 avec la destruction de la station au-dessus de l'océan Indien et de certaines parties du sud de l'Australie.
En 1986, les Soviétiques reprennent la tête de la création de stations spatiales avec le déploiement de Moi . Autorisée en février 1976 par un décret gouvernemental, la station était à l'origine destinée à être un modèle amélioré des stations spatiales Saliout. Avec le temps, il s'est transformé en une station composée de plusieurs modules et de plusieurs ports pour les vaisseaux spatiaux Soyouz avec équipage et Le progrès vaisseaux spatiaux cargo.
La station spatiale Mir et le limbe terrestre observés depuis l'orbiteur Endeavour lors de la mission STS-89 de la NASA en 1998. Crédit : NASA
Le module central a été lancé en orbite le 19 février 1986; et entre 1987 et 1996, tous les autres modules seraient déployés et rattachés. Au cours de ses 15 années de service, Mir a été visité par un total de 28 équipages de longue durée. Grâce à une série de programmes de collaboration avec d'autres pays, la station serait également visitée par des équipages d'autres pays du bloc de l'Est, de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de la NASA.
Après une série de problèmes techniques et structurels rattrapés par la station, le gouvernement russe a annoncé en 2000 qu'il mettrait hors service la station spatiale. Cela a commencé le 24 janvier 2001, lorsqu'un RusseLe progrèscargo a accosté à la station et l'a poussé hors de son orbite. La station est ensuite entrée dans l'atmosphère et s'est écrasée dans le Pacifique Sud.
En 1993, la NASA a commencé à collaborer avec les Russes, l'ESA et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) pour créer le Station spatiale internationale (ISS). Combinant celui de la NASA Station spatiale Liberté projet avec le soviétique/russe Moi-2 gare, l'européenne Colomb gare, et les Japonais Module de laboratoire Kibo , le projet s'est également appuyé sur le russo-américain Navette-Mir missions (1995-1998).
Avec le départ à la retraite du Programme de la navette spatiale en 2011, les membres d'équipage ont été livrés exclusivement par le vaisseau Soyouz ces dernières années. Depuis 2014, la coopération entre la NASA et Roscosmos est suspendu pour la plupart des activités non-ISS en raison des tensions causées par la situation en Ukraine.
Cependant, au cours des dernières années, la capacité de lancement indigène a été restaurée aux États-Unis grâce à des sociétés comme EspaceX , Alliance de lancement unie , et Origine Bleue intervenir pour combler le vide avec leur flotte privée de roquettes.
L'ISS a été occupée en permanence au cours des 15 dernières années, ayant dépassé le précédent record détenu par Mir ; et a été visité par des astronautes et des cosmonautes de 15 nations différentes. Le programme ISS devrait se poursuivre jusqu'en 2020 au moins, mais pourrait être prolongé jusqu'en 2028 ou éventuellement plus longtemps, en fonction de l'environnement budgétaire.
Comme vous pouvez le voir clairement, où se termine notre atmosphère et où commence l'espace fait l'objet de certains débats. Mais grâce à des décennies d'exploration spatiale et de lancements, nous avons réussi à trouver une définition pratique. Mais quelle que soit la définition exacte, si vous pouvez dépasser les 100 kilomètres, vous avez définitivement gagné vos ailes d'astronaute !
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur l'espace ici à Universe Today. Voici Pourquoi l'espace est-il noir ? , À quel point l'espace est-il froid ? , Débris spatiaux illustrés : le problème en images , Qu'est-ce que l'espace interplanétaire ? , Qu'est-ce que l'espace interstellaire ? , et Qu'est-ce que l'espace intergalactique ?
Pour plus d'informations, consultez La NASA révèle les mystères de l'espace interstellaire et cette liste de Missions dans l'espace lointain .
Astronomy Cast a des épisodes sur le sujet, comme le Série Stations spatiales , Épisode 82: Déchets spatiaux , Épisode 281: Explosions dans l'espace , Épisode 303 : L'équilibre dans l'espace , et Épisode 311 : Le son dans l'espace .
Sources:
- NASA – L'ère de la navette spatiale
- NASA – La Station spatiale internationale
- Wikipédia - L'ère spatiale
- Whatis - Qu'est-ce que l'espace?
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