Yuri Gagarine, Neil Armstrong et Katy Perry ont quelque chose en commun : ils ne sont pas sortis de l'atmosphère terrestre

De temps en temps, la NASA nous rappelle, à travers une anecdote ou une étude, que les choses ne sont jamais ce qu'elles paraissent ou, à défaut, qu'elles peuvent toujours être remises en question ou avoir plus d'une réponse. Récemment, ils nous ont donné une explication si simple sur notre incapacité à trouver des signaux extraterrestres que cela en était effrayant. Ils ont également clarifié pourquoi nous n'étions pas retournés sur la Lune auparavant. La dernière en date : nous rappeler que, techniquement, aucun humain n'a jamais quitté l'atmosphère terrestre. Et oui, même pas lorsque nous sommes allés sur la Lune !

Une provocation techniquement vraie. Dire qu'aucun astronaute de l'histoire n'a jamais quitté l'atmosphère terrestre peut sembler une blague ou presque une théorie conspirationniste, mais, d'un point de vue scientifique et en suivant ce que disent les modèles atmosphériques, ce n'est rien de moins qu'une affirmation correcte.

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Pour nous situer dans la perspective et en suivant cette ligne d'explication, même des figures emblématiques comme Youri Gagarine ou Neil Armstrong, ou des voyageurs spatiaux contemporains comme William Shatner, sont restés, en termes physiques, dans les limites les plus extrêmes (bien que floues) de l'atmosphère de la Terre. La clé réside dans la façon dont on définit la fin de cette atmosphère : une question plus complexe et étendue qu'on ne le croit généralement.

Doug Rowland, expert en héliophysique à la NASA, expliquait récemment tout cela dans une vidéo postée sur la chaine Youtube de la NASA. Contrairement à l'idée populaire selon laquelle l'atmosphère se termine par une couche finie qui se dissipe avant d'atteindre l'orbite terrestre, la réalité est que l'atmosphère n'a pas de "toit" clairement défini. Au contraire, elle devient progressivement plus ténue, mais continue de s'étendre.

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Comme le racontait Doug Rowland, même à des centaines de kilomètres au-dessus de la surface, où orbite la Station Spatiale Internationale (ISS), il existe encore une densité d'air suffisante pour freiner progressivement la station. En fait, si elle n'était pas périodiquement propulsée par des fusées, l'ISS finirait par retomber à cause de la traînée atmosphérique.

Pour des raisons pratiques (comme les traités spatiaux ou les définitions légales), une convention internationale a été adoptée : la ligne de Kármán, située à 100 kilomètres au-dessus du niveau de la mer, qui marque le point où commence théoriquement l'espace.

Cette ligne sert de seuil technique, étant donné que 99,99997 % de la masse atmosphérique terrestre se trouve en dessous. Ceci dit, et comme l'explique l'agence spatiale elle-même, cette définition est utile pour les réglementations et les classifications, mais pas tellement pour décrire avec précision physique les limites réelles de l'atmosphère.

En 2019, une étude basée sur des données de l'observatoire solaire SOHO (NASA/ESA) a révélé que l'exosphère de la Terre (en particulier, un nuage diffus d'atomes d'hydrogène connu sous le nom de géocouronne) s'étend jusqu'à environ 629 000 kilomètres, c'est-à-dire au-delà de l'orbite de la Lune.

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Qu'est-ce que cela signifie ? Qu'à cette limite, il y a encore environ 0,2 atome d'hydrogène par centimètre cube. Cela signifie que, techniquement, même les missions Apollo qui ont atterri sur la Lune dans les années 1960 et 1970 n'ont pas quitté l'atmosphère terrestre. "La Lune vole à travers l'atmosphère terrestre", a même déclaré Igor Baliukin, auteur principal de l'étude, en référence à l'ampleur insoupçonnée de cette couche invisible.

La situation se complique encore lorsque l'on considère que la Terre et la Lune se trouvent toutes deux à l'intérieur de l'atmosphère solaire. Celle-ci s'étend jusqu'au bord de l'héliosphère, la limite au-delà de laquelle commence l'espace interstellaire. Il faut ici rappeler qu'entre l'atmosphère de la Terre et celle du Soleil, il n'y a pas de vide, mais une structure de couches progressives et superposées qui contiennent des particules, de l'énergie et des dynamiques électromagnétiques.

Par conséquent, vu ainsi, le concept d'"être dans l'espace" est moins une question de frontière abrupte qu'une question de gradient progressif.

Comme l'expliquait Doug Rowland, la réponse dépend du point de vue. Si l'on demande où se termine l'atmosphère dans un sens pratique, probablement à environ 400 kilomètres, où la densité de l'air cesse d'avoir un effet significatif sur les objets.

Mais d'un point de vue scientifique plus rigoureux, cette atmosphère ne disparaît pas : elle se dissipe et se dilue simplement jusqu'à des extrêmes à peine mesurables, sans jamais disparaître complètement. C'est pourquoi l'"espace extra-atmosphérique" n'est pas un lieu vide, mais un environnement continu rempli de particules, de champs et de structures subtiles. En ce sens, tous les voyages spatiaux effectués par des humains se sont déroulés à l'intérieur de cette enveloppe étendue qui fait toujours partie de la planète qui les a lancés.