La ligne Kármán : où commence l’espace ?
La ligne de Kármán est une frontière à 100 kilomètres au-dessus du niveau moyen de la mer qui borde l’atmosphère terrestre et le début de l’espace. Cependant, définir exactement où commence l’espace peut être assez délicat et dépend de la personne à qui vous demandez. Ceci est dû au fait l’atmosphère terrestre ne se termine pas brusquement mais devient de plus en plus mince à des altitudes plus élevées, ce qui signifie qu’il n’y a pas de limite supérieure définitive.
Le droit international stipule que « l’espace extra-atmosphérique doit être libre d’exploration et d’utilisation par tous » selon NOAA (s’ouvre dans un nouvel onglet). Mais en raison d’une variété de définitions de l’endroit où l’espace commence réellement et d’aucune loi définitive qui confirme la véritable frontière. La porte « où l’espace commence » a été laissée grande ouverte, invitant à une foule d’interprétations différentes.
Pour Nasa et l’armée américaine, par exemple, espace commence à une altitude de 50 miles (environ 80 kilomètres), selon la NOAA. Toutefois, pour la communauté internationale, y compris le Fédération Aéronautique Internationale (s’ouvre dans un nouvel onglet) (FAI), l’espace commence un peu plus haut, à 100 km, sur la ligne Kármán.
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La théorie derrière la ligne Kármán
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Au fur et à mesure qu’un avion monte à une altitude de plus en plus élevée, la densité de l’air environnant diminue de plus en plus. Cela signifie que l’air de la cabine doit être pressurisé pour permettre aux gens de respirer, mais cela a également un effet sur la façon dont l’avion vole.
L’avion est maintenu en l’air par une force aérodynamique appelée portance, qui doit contrebalancer la traction vers le bas de la gravité. Plus la densité de l’air est faible, plus l’avion doit se déplacer rapidement pour que ses ailes génèrent la portance nécessaire.
Mais il existe une deuxième façon de voyager à grande vitesse pour contrecarrer la gravité. Il a été découvert par Isaac Newton au XVIIe siècle, bien avant la naissance de la science de l’aérodynamique. En fait, Newton a complètement ignoré les effets atmosphériques et s’est simplement demandé ce qui se passerait si un boulet de canon était tiré horizontalement à une vitesse de plus en plus élevée.
La réponse est qu’il voyage de plus en plus loin avant de retomber Terre. Finalement, quand il atteint « vitesse orbitale« , le boulet de canon fait le tour de la planète sans jamais toucher le sol.
Avance rapide jusqu’au milieu du XXe siècle, lorsqu’un ingénieur aérospatial américano-hongrois du nom de Theodore von Kármán a posé une question simple. À quelle altitude la vitesse nécessaire pour maintenir un avion en l’air grâce à la portance aérodynamique devient-elle si élevée qu’elle dépasse la vitesse orbitale ?
Kármán a fait les calculs nécessaires, puis a arrondi la réponse à ce chiffre mémorable de 100 kilomètres (62 miles). Cette altitude est maintenant connue sous le nom de » ligne Kármán » en son honneur.
Une autre définition ?
Compte tenu de la controverse entourant le fait de commencer à environ 50 miles (80 km) ou 62 miles (100 km), certaines personnes se demandent s’il serait plus facile de définir simplement l’espace comme le point absolu auquel se termine l’atmosphère terrestre. Mais cette définition compliquerait encore plus les choses.
Voyager au-delà des limites de l’atmosphère terrestre vous amènerait à environ 10 000 km au-dessus de la surface de la Terre jusqu’au sommet de la couche la plus élevée (s’ouvre dans un nouvel onglet) de l’atmosphère terrestre — l’exosphère. L’exosphère marque la limite de notre atmosphère, alors pourquoi ne marquerait-elle pas aussi le début de l’espace ?
La Station spatiale internationale (ISS) orbite autour de la Terre à une altitude moyenne de 248 miles (400 kilomètres) et en orbite terrestre basse satellites rester à des altitudes de moins de 620 milles (s’ouvre dans un nouvel onglet) (1 000 kilomètres). Avec la frontière spatiale à cette nouvelle hauteur de 6 000 miles (10 000 km), la plupart de nos engins spatiaux en orbite autour de la Terre ne seraient plus considérés comme des « engins spatiaux » et tous les visiteurs de l’ISS, par exemple, ne seraient plus appelés astronautes.
Cette nouvelle définition ne ferait que brouiller la définition des eaux spatiales encore plus que les deux définitions que nous avons actuellement de 50 miles (80 km) et 62 miles (100 km). Donc pour l’instant, ce sont nos meilleures options.
Ressources additionnelles
Pour plus d’informations sur le travail de Theodore von Kármán et la ligne Kármán, consultez la biographie de la NASA (s’ouvre dans un nouvel onglet) sur le pionnier et « Theodore Von Kármán, 1881-1963 (s’ouvre dans un nouvel onglet) » de Sidney Goldstein.
Bibliographie
NASA. (2019, 2 octobre). Atmosphère terrestre : un gâteau à plusieurs couches — changement climatique : signes vitaux de la planète. NASA. Extrait le 11 novembre 2022 de https://climate.nasa.gov/news/2919/earths-atmosphere-a-multi-layered-cake/ (s’ouvre dans un nouvel onglet)
NASA. Atmosphère terrestre. NASA. Extrait le 11 novembre 2022 de https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/atmosphere.html (s’ouvre dans un nouvel onglet)
Types d’orbites. ESA. Extrait le 11 novembre 2022 de https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Types_of_orbits (s’ouvre dans un nouvel onglet)
Où est l’espace ? NESDIS. Extrait le 11 novembre 2022 de https://www.nesdis.noaa.gov/news/where-space (s’ouvre dans un nouvel onglet)