Des météores artificiels

Ken Tapping, le 12 mars 2015

Dans le ciel cette semaine…

  • Vénus est visible au sud-ouest après le coucher du Soleil; Mars est proche, mais plus bas dans le ciel et beaucoup moins lumineuse.
  • Jupiter domine le firmament au sud et Saturne se lève vers 1 heure.
  • La Lune entrera dans son dernier quartier le 13 mars.

À la fin de février, l'Ouest canadien a été le théâtre d'un spectacle à grand déploiement. En effet, en entrant dans l'atmosphère, un véhicule spatial chinois s'est désintégré en se consumant. Des débris brillants ont alors traversé le ciel, laissant derrière eux de grands sillons lumineux. Même si le spectacle ressemblait à celui des météores naturels (souvent appelés « étoiles filantes »), certaines différences permettent toutefois de distinguer les phénomènes d'origine naturelle des météores artificiels.

L'atmosphère terrestre ne s'arrête pas net à une altitude donnée, elle s'amincit progressivement jusqu'à se fondre avec le vent solaire. À quelques centaines de kilomètres d'altitude, elle est plus raréfiée qu'à l'intérieur d'un ancien tube cathodique de téléviseur, mais elle existe encore. C'est d'ailleurs un obstacle avec lequel doit composer tout objet qui la traverse à des vitesses avoisinant 30 000 km/h.

On trouve dans la plupart des livres sur les voyages spatiaux un dessin illustrant « la mise en orbite ». On y voit un canon sur le dessus d'une montagne, le baril bien à l'horizontale, tirant un boulet sur une trajectoire qui s'incurve vers le sol. Une fois tiré, le boulet n'a plus de propulsion : il ne fait que tomber vers le sol. Le canon effectue plusieurs tirs avec des charges de poudre de plus en grande, et chaque fois le projectile va un peu plus loin avant de tomber par terre. Après plusieurs tentatives, où on suppose que le canon n'a pas explosé, on peut voir une image intrigante : le boulet tiré suit toujours une trajectoire incurvée, sauf que la courbe est tellement faible et la vitesse, tellement grande, qu'il finit par dépasser la courbure du globe. La Terre étant une sphère, le boulet tombe en suivant sa courbe, effectuant un tour complet. En supposant qu'il ne se fracasse pas contre le culot du canon, il continuera de tourner autour de la Terre sans fin. Il est entré en orbite. C'est d'ailleurs pourquoi on dit parfois d'un objet en orbite qu'il est en « chute libre », car il s'agit exactement de ce qui se passe. Les astronautes à bord d'engins en orbite doivent s'habituer avec la sensation de tomber continuellement dans le vide.

Le canon se trouve sur le dessus d'une montagne pour montrer qu'il est au-dessus de l'atmosphère, puisque la friction avec l'air ralentirait le boulet, qui ne parviendrait jamais à tourner autour du globe, peu importe la force avec laquelle il aurait été tiré. De plus, il se désintégrerait sous l'effet de la friction avec l'air.

Même à des centaines de kilomètres d'altitude, il subsiste suffisamment d'atmosphère pour réduire la vitesse de tout objet en orbite. L'objet perd de l'altitude, ce qui l'amène dans les couches plus denses, où il perd encore de l'altitude. Ce cycle vicieux prend fin lorsque l'objet entre à grande vitesse dans l'atmosphère très dense et se consume. Le seul moyen d'éviter cette fin pour les engins en orbite basse terrestre (LEO pour les initiés), comme la Station spatiale internationale, consiste à se donner une nouvelle impulsion de temps à autre.

es objets naturels venant de l'espace sont habituellement des masses de roches ou de fer, ou une combinaison de ces matériaux, qui pénètrent dans l'atmosphère, souvent à un angle d'incidence très prononcé, à des vitesses supérieures à 100 000 km/h. Ce plongeon hypersonique cause la désintégration très rapide de pratiquement tous ces objets. Les débris spatiaux d'origine humaine sont au contraire creux et souvent en orbite quasi circulaire au moment où ils effectuent leur plongeon final, à des vitesses beaucoup plus faibles. Par conséquent, les traces lumineuses laissées par des objets en combustion qui ne durent que quelques secondes sont probablement d'origine naturelle. Lorsque le phénomène lumineux dure une dizaine de secondes ou plus, il s'agit probablement d'un débris d'origine humaine.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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