Inventory of global emissions by launchers for 2024
Cet article présente IGEL 2024, un ensemble de données mondiales quadrillées et exhaustives quantifiant 131 kilotonnes d'émissions de lancements de fusées issues de 223 missions en 2024, détaillant leur composition chimique et leur distribution verticale à travers les couches atmosphériques afin de soutenir la modélisation du climat et de la chimie atmosphérique.
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Imaginez le ciel au-dessus de nous comme un immense océan invisible. Tout comme l'océan possède des courants, des couches de température et des écosystèmes délicats, notre atmosphère est un système complexe et vivant qui maintient la Terre habitable. Depuis longtemps, nous savons que les voitures, les usines et les centrales électriques rejettent des polluants dans cet océan, modifiant sa chimie et réchauffant notre planète. Mais il existe une nouvelle source de pollution, en pleine croissance rapide, qui a été plus difficile à suivre : les fusées. Chaque fois qu'une fusée décolle, elle projette un panache massif d'échappement directement vers le haut, perçant les couches inférieures de l'air, les couches moyennes et même l'air ténu proche de l'espace. Les scientifiques commencent à s'inquiéter du fait que ces échappements à haute altitude pourraient perturber la couche d'ozone (la crème solaire du soleil) et le climat de manières que nous ne comprenons pas encore totalement. Pour comprendre cela, nous avons d'abord besoin d'une très bonne carte de ce qui est exactement rejeté, où, et en quelle quantité.
C'est ici qu'intervient une nouvelle étude, agissant comme un comptable cosmique pour l'année 2024. Les chercheurs, une équipe du Centre aéronautique de recherche de l'Allemagne (DLR) et d'une université de Braunschweig, ont créé ce qu'ils appellent l'« Inventaire des émissions mondiales par lanceur » (IGEL) pour 2024. Considérez cela comme une carte 3D haute définition de chaque lancement de fusée survenu cette année-là. Au lieu de simplement deviner, ils ont reconstruit les fusées, les moteurs et les trajectoires de vol de 25 véhicules de lancement différents sur un ordinateur pour simuler exactement la quantité de carburant brûlée et ce qui est sorti de leurs tuyères. Ils ont suivi 223 lancements, couvrant plus de 95 % de tout le carburant brûlé lors des missions spatiales de cette année-là.
L'équipe a découvert qu'en 2024, les fusées ont déversé un total de 110 kilotonnes d'« échappement primaire » (ce qui sort directement du moteur) dans le ciel. Après que cet échappement se mélange à l'air et change légèrement, il devient 131 kilotonnes d'« émissions finales ». La plus grosse partie de cette pollution est le dioxyde de carbone (CO2) et la vapeur d'eau (H2O), qui constituent près de 90 % du total. Cependant, les substances plus dangereuses sont également présentes : environ 700 tonnes de carbone noir (suie), 720 tonnes d'oxydes d'azote et 810 tonnes d'oxyde d'aluminium (une poudre blanche provenant des fusées à propulsion solide).
Ce qui rend cette carte spéciale, c'est qu'elle ne se contente pas de dire « les fusées polluent ». Elle montre précisément où la pollution atterrit. Environ 40 % de l'échappement est libéré dans la troposphère (la couche la plus basse où nous vivons et où se produit la météo), 30 % dans la stratosphère (la couche intermédiaire qui contient l'ozone), et les 30 % restants montent encore plus haut. L'étude souligne également que le type de fusée importe beaucoup ; par exemple, les nouvelles et massives fusées Starship, bien qu'elles n'aient effectué que quatre vols d'essai, étaient responsables d'une part énorme du carburant brûlé cette année-là.
Les chercheurs admettent qu'il s'agit d'une simulation basée sur les meilleures données qu'ils ont pu trouver, et non d'une mesure directe de chaque bouffée de fumée. Ils ont dû utiliser des modèles mathématiques et physiques pour deviner comment l'échappement change en montant, car nous n'avons pas de capteurs flottant dans l'espace pour mesurer la queue de chaque fusée. Cependant, ils ont vérifié leur travail par rapport à des données de vol réelles et ont constaté que leurs cartes correspondent très bien à la réalité. En fournissant cet ensemble de données détaillé et en libre accès, ils remettent aux climatologues un nouvel outil puissant. Désormais, au lieu de deviner comment les fusées affectent notre atmosphère, les scientifiques peuvent injecter ces données spécifiques et précises dans leurs modèles climatiques pour voir exactement comment ces échappements à haute vitesse pourraient modifier la chimie de notre monde. C'est une première étape cruciale pour comprendre le coût environnemental de notre voyage vers les étoiles.
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