• Judith Biernaux

Espace et écologie (partie 2) : la conquête spatiale pollue-t-elle la terre ?

Il y a un an, un collectif de chercheurs engagés pour le climat publie dans le journal Libération une lettre ouverte à l'astronaute Thomas Pesquet. Ils lui demandent de prendre publiquement position contre la conquête spatiale irréfléchie au vu de la catastrophe climatique sur Terre. La lettre vise particulièrement la colonisation martienne et le tourisme spatial. Aujourd'hui, des méga-constellations comme Starlink inquiètent les astronomes soucieux de préserver le ciel de nuit. L'exploration spatiale présente-t-elle un véritable risque pour le climat ?


Un halo de pollution lumineuse au dessus de la ville de Toulouse. Image : AFP 2010/R. GABALDA

Ce post constitue la suite de celui-ci. Dans l’épisode précédent, deux formes de pollutions sont évoquées : la pollution atmosphérique et spatiale. La première forme de pollution représente une menace pour la couche d’ozone, mais mineure par rapport à, par exemple, l’aviation civile. La deuxième, beaucoup plus sérieuse, constitue un problème d’encombrement de l’espace autour de la Terre. Il reste un sujet d'écologie spatiale qui anime souvent les amateurs du ciel de nuit : la pollution lumineuse.

La pollution lumineuse


On connaît la pollution lumineuse causée par les lumières humaines, liée à l'urbanisation : l’éclairage des villes et des routes réduit le nombre d’étoiles visibles à l’œil nu près des villes, et met ainsi en péril l'observation du ciel. Imaginez que l'exploration spatiale puisse elle-même générer de la pollution lumineuse qui gênerait l'observation du ciel de nuit… Un paradoxe désarmant.


Image du "train" de satellites Starlink qui cause des traits blancs sur des images à longue pose. Image : Marco Langbroek

La fameuse mission Starlink soulève bien des controverses au sein de la communauté scientifique, au vu du risque qu'elle représente en termes de débris spatiaux et de pollution lumineuse. Cette mission fait l’objet de trois posts sur ce blog, (1), (2) et (3). En résumé, SpaceX ambitionne via cette mission d'envoyer en orbite 12000 satellites pour fournir une connexion internet mondiale, stable et rapide. Au lancement des soixante premiers satellites prototypes, l’astronome néerlandais Marco Langbroek prenait cette photographie insolite d’un petit train de 60 satellites brillant dans le ciel de nuit. L’image a secoué les astronomes professionnels et amateurs, inquiétés par la brillance de ce petit cortège. Lors de prises de vue en longue pose, si le train de satellites traverse le champ de vue de l’instrument, cela se manifeste sur l’image par ces longs traits lumineux parasites, qu'il faut alors enlever par des techniques de traitement d'image. Pas impossible, mais inconfortable... Et puis, si ces dégâts sont peut-être gérables pour quelques centaines satellites, ce sera peut-être plus compliqué pour 12000.


Une consolation réside dans le fait que ces satellites ne resteront pas toujours si brillants. Leur éclat dépend de leur orientation et altitude par rapport à la Terre, et est compliqué à anticiper. N’oublions cependant pas que la lumière n'est pas que visible : ces satellites émettent des signaux à des fréquences proches de celles utilisées par les radioastronomes, et constitueront donc pour les antennes radioastronomiques un signal parasite quasi-continu. Cette discipline doit depuis longtemps composer avec le bain de signaux radios qui inonde notre planète.


De nombreux astronomes, comme en témoigne ce communiqué de la Royal Astronomical Society, déplorent que SpaceX ait négligé la communauté scientifique dans l’élaboration de son projet. Il en va de même pour tous les géants du secteur, comme Blue Origin ou OneWeb. Cette controverse met en évidence un aspect légal de l’exploration spatiale. Pratiquement aucun cadre juridique ne permet de tenir compte de (et potentiellement, de modérer) l’impact de l'exploitation de l’espace sur la recherche, ou sur la définition même de la nuit telle que nous la connaissons. Pourquoi l’environnement spatial ne fait-il pas l’objet de mesures de protection au même titre que l’environnement terrestre ?


Le droit de l'espace et la contamination


En réalité, l’exploration et l’utilisation de l’espace, à des fins scientifiques ou non, sont régulées depuis 1967 par le Traité de l’Espace, rédigé par l’Organisation des Nations Unies. Au départ signé par les Etats-Unis, l’URSS et le Royaume Uni, ce traité est aujourd’hui ratifié par plus d’une centaine de nations. Il empêche notamment toute dérive militaire qui consisterait revendiquer la Lune au nom d’un pays ou à placer en orbite des armes de destructions massives. Malheureusement, il ne contient pas à ce jour de mesures de protection de l’espace contre la surexploitation à des fins commerciales.


Opportunity, rover qui se trouve sur Mars depuis 2004, a subi un nettoyage en profondeur avant son départ. Image : NASA/AFP.

Il mentionne en revanche une forme un peu moins évidente de pollution liée à l'exploration spatiale : la contamination. Lorsqu’on envoie un engin dans l’espace, il est impossible d’être à 100% propre, sans aucun microbe ni bactérie à sa surface. Un outil d’exploration spatiale, comme un rover martien par exemple, peut alors emmener avec lui des micro-organismes terriens, qui risquent de contaminer d’éventuelles formes de vie extra-terrestres, même bactériennes, qu'on ne connaîtrait pas encore. À ce sujet, le Traité stipule que :


« les États parties au Traité effectueront l’étude de l’espace extra-atmosphérique, y compris la Lune et les autres corps célestes, et procéderont à leur exploration de manière à éviter les effets préjudiciables de leur contamination ainsi que les modifications nocives du milieu terrestre résultant de l’introduction de substances extraterrestres et, en cas de besoin, ils prendront les mesures appropriées à cette fin. »

Parmi ces mesures, la NASA et l’ESA ont mis en place des standards de propretés que chaque objet destiné à l’espace doit respecter. Les instruments sont exposés à des hautes températures, nettoyés avec des solvants chimiques et/ou irradiés aux UV, afin de supprimer la majorité des micro-organismes à leur bord. Même si la présence de vie ailleurs dans le système solaire reste incertaine, toutes les précautions sont prises pour ne pas la perturber si elle existe. Si l’on cherche tant à éviter la contamination biologique, ce n’est pas tant pour des raisons éthiques que scientifiques : l’introduction de micro-organismes ou substances chimiques terrestres sur la Lune ou sur Mars pourraient fausser les recherches déjà délicates de la vie ailleurs. En effet, comment dès lors distinguer une bactérie terrestre d’une bactérie potentiellement native de Mars ?


Malgré ces standards de qualité, le risque zéro de contamination n’existe pas. Et encore, jusqu’ici, seule la contamination par un engin robotisé a été évoquée : quid de l’envoi d’humains dans l’espace ? Impossible de désinfecter un humain au même niveau qu’une machine, et de plus, certains microbes portés par les humains sont nécessaires à sa vie. Les conséquences de l’exploration sur le milieu naturel d’autres corps célestes représentent une zone de flou scientifique et légal, où l’on ne peut compter actuellement que sur le bon sens des protagonistes.



Faut-il arrêter la conquête spatiale ?


Les lancements de fusée ne sont responsables que d’une petite partie de la pollution atmosphérique, surtout dans la stratosphère. Leur contribution est infime comparée à des activités humaines plus fréquentes, comme l’aviation civile ou l’industrie en général. La principale préoccupation écologique liée à la conquête spatiale reste la problématique des débris spatiaux. Trop d’objets, trop de déchets, tout ce trop-plein se doit d’être contrôlé afin d’éviter un encombrement des orbites géocentriques et de nous bloquer la route jusqu’à l’espace. Si la prise de conscience a commencé du côté des agences spatiales gouvernementales comme l’ESA ou la NASA, c’est du côté des entreprises privées que la problématique doit être considérée. Les acteurs du marché du New Space, dont certains sont déjà des géants, devraient tenir compte de ces préoccupations. Pour les y contraindre, une véritable structure légale de protection de l’environnement spatial semble toute indiquée. Outre le Traité de l’Espace, les défis du New Space demanderont de nouvelles formes de coopération entre états pour légiférer et équilibrer la lutte entre développement et préservation.


Vue d'artiste d'un satellite de la famille MetOp, groupe de trois satellites mis en orbite par l'ESA pour collecter des données relatives au climat mondial. Image : Thales Alenia Space

Au niveau de l’urgence climatique terrestre, les bénéfices de l’exploration spatiale dépassent sans doute ses dommages. En effet, c’est grâce aux mesures atmosphériques spatiales et aux données satellites sur la végétation, les calottes polaires, … que l’on a pu au cours des dernières décennies identifier, quantifier et mieux comprendre le changement climatique.


Lorsqu’on veut se projeter dans le futur du climat mondial, il faut réaliser des projections à l’aide de modèles numériques, mathématiques, dont la précision dépend entre autres de la quantité de données disponibles. Quelle élévation du niveau des eaux se produira dans la décennie ? Que devient ce chiffre si l’on diminue de 5% les émissions de gaz à effet de serre ? Toutes ces questions, ingrédients essentiels de certaines décisions politiques, se traitent quasi-exclusivement sur base de ces modèles de climat. Leur précision est donc cruciale. Une collecte continue de données de qualité croissante a permis et permettra d’obtenir des projections fiables. De plus, ce sont ces données scientifiques ont permis d’imputer avec certitude ce changement climatique aux activités humaines. La science est la meilleure voix capable de faire taire le climatoscepticisme.

La lettre ouverte à Thomas Pesquet


Ainsi, les auteurs de la lettre ouverte à Thomas Pesquet négligent-ils le rôle crucial des données satellites dans la compréhension du changement climatique. Si la conquête spatiale venait à s’arrêter, c’est une mine d’or de données scientifiques qui ferme ses portes. Cependant, les motivations de cette lettre ont tout à fait lieu d’être : il faut cesser de surexploiter les orbites géocentriques et d’alimenter notre environnement spatial déjà rempli de débris. La lettre dénonce surtout la conquête martienne et le tourisme ce spatial, jugeant les montants engagés par ce genre de service « obscène ».


Dans le scénario imaginé pour le film Seul Sur Mars, le risque de contamination humaine de Mars est très élevé. Image : 20th Century Fox.

Quant à la colonisation martienne… outre la faisabilité technique, un obstacle s’élève au niveau éthique. L’humanité a considérablement modifié son milieu naturel. A-t-elle le droit de modifier le milieu naturel d’une potentielle vie extra-terrestre ? Dans l’hypothèse ou Mars abriterait une vie bactérienne, a-t-on le droit de l’envahir, même en prenant mille précautions pour la préserver ? Très peu, voir aucune base légale n’existe pour le moment à ce sujet. Le problème risque pourtant de se poser concrètement dans les décennies à venir, au vu de l’annonce de la NASA en mai 2019 d’accélérer le retour sur la Lune dans le but d’y établir une « station-service » pour un futur voyage martien.


Si leur demande est trop radicale, les préoccupations des signataires présentent un fond de vérité. Le futur de l’exploration spatiale devra contenir des axes écologiques, en réfléchissant à des stratégies de retour des satellites, de contamination minimale… Les retombées économiques de l’exploitation privée de l’espace sont certes alléchantes pour les investisseurs et les états, et il s’agit ici de l’éternel combat entre l’économie et la justice climatique. Une exploration spatiale raisonnée, des fusées plus vertes, des orbites avec phase de rentrée atmosphérique plus rapide… Il n’est pourtant pas impossible pour l’écologie et la conquête spatiale d’avancer main dans la main, à condition d’une concertation continue entre scientifiques, politiciens et entreprises.


Sources

Lettre ouverte à Thomas Pesquet, Libération

The Aerospace Corporation, "The Policy and Science of Rocket Emissions", Martin Ross et James A. Vedda, (2018)

University of Colorado at Boulder, "Rocket Launches May Need Regulation To Prevent Ozone Depletion, Says Study.", ScienceDaily, 1 April 2009

Martin Ross , Darin Toohey , Manfred Peinemann & Patrick Ross (2009) Limits on the Space Launch Market Related to Stratospheric Ozone Depletion, Astropolitics, 7:1, 50-82, DOI: 10.1080/14777620902768867

Where Satellites Go When They Die, D. Engber, Slate, April 2005

Marcher sur la lune, est-ce bon pour la planète? N.S. Rastogi, Slate, 19 novembre 2009

Scientific American Can Space Travel Be Environmentally Friendly ? Scientific American, Michael Burnham, May 27, 2009

Nouveaux services en orbite: l’Europe va-t-elle rater le coche ? Le Figaro, A. Sauzay 21 Juin 2019

Page Web d'Astroscale

Cosmic Clean-Up: Wild Ideas to Sweep Space, Space.com, Jeanna Bryner March 19, 2008

Space Littering Can Impact Earth’s Atmosphere, Space.com, Leonard David May 19, 2009

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