Les débris de fusées et de satellites qui rentrent sans contrôle libèrent des polluants dans l’atmosphère : mesure de la traînée de lithium d’un morceau de Falcon 9.
Un aspect moins discuté mais néanmoins problématique du retour incontrôlé des débris spatiaux dans l’atmosphère, celui de la pollution atmosphérique, a été pour la première fois directement et intentionnellement examiné dans une étude scientifique. Dans ce travail, publié dans Communications Earth & Environment, il a été possible de relier une augmentation soudaine de lithium (un matériau utilisé dans les composants des engins spatiaux) dans l’atmosphère au retour de la partie supérieure d’un lanceur Falcon 9 de SpaceX, en février 2025.
Une source peu connue de pollution
Selon le Rapport sur l’Environnement Spatial de l’ESA, depuis le début de l’Ère spatiale en 1957 jusqu’à aujourd’hui, il y a eu environ 7 170 lancements de fusées (qu’on ne compte pas les échecs); le nombre de satellites mis en orbite par ces fusées est d’environ 25 170. L’orbite terrestre est de plus en plus encombrée, le risque de collisions en chaîne entre satellites et fragments de satellites et celui d’un retour non contrôlé augmentent. Pour les débris de dimensions plus importantes, la probabilité qu’ils survivent à la destruction dans l’atmosphère et qu’ils s’écrasent ensuite sur la surface terrestre augmente, ou qu’ils traversent l’espace aérien en posant un danger pour l’aviation civile.
Lorsque toutefois les débris de satellites, de fusées et d’autres composants spatiaux rentrent dans l’atmosphère et brûlent complètement, écartant le risque d’impact sur la Terre, ils libèrent des particules de métaux polluants (tels que l’aluminium, le lithium, le cuivre et le plomb) dans la couche gazeuse entourant la Terre. L’aluminium, en particulier, inquiète car, lorsqu’il se désintègre, il peut générer des nanoparticules d’oxyde d’aluminium qui persistent pendant des décennies dans l’atmosphère et qui réagissent avec l’acide chlorhydrique, produisant du chlorure d’aluminium qui, dissocié par la lumière, libère du chlore, une menace pour la couche d’ozone stratosphérique. Jusqu’à présent toutefois, les études qui avaient enquêté sur cette forme de pollution s’appuyaient principalement sur des simulations.
Un panache de lithium
Les chercheurs de l’Institut Leibniz de Physique Atmosphérique, en Allemagne, ont utilisé un lidar, un instrument de télédétection par laser, pour surveiller les concentrations de lithium dans la thermosphère inférieure (cette partie de l’atmosphère située entre environ 85 et 120 km au-dessus du niveau de la mer).
Le lithium est en effet présent naturellement dans l’atmosphère, bien que seulement en traces. Le 20 février 2025, vingt minutes après 1 h 20, heure locale en Allemagne, les scientifiques ont observé une augmentation soudaine du lithium équivalant à 10 fois les niveaux habituels : un panache s’étendant de 97 km à 94 km au-dessus du niveau de la mer. L’émission a été observée pendant 27 minutes à partir du début de la détection, et n’a pas semblé pouvoir être expliquée par aucun phénomène naturel ou météorologique.
L’origine la plus probable résidait plutôt dans la combustion de l’étage supérieur d’un lanceur Falcon 9, revenu dans l’atmosphère de manière incontrôlée au-dessus de l’océan Atlantique, à l’ouest de l’Irlande, environ une vingtaine d’heures plus tôt. Bien entendu, l’étude ne concerne qu’un seul cas de pollution lié à un retour dans l’atmosphère : il faudra d’autres observations à une échelle plus large et répétées dans le temps pour mieux comprendre les effets à long terme de ce type de pollution, destinée à augmenter avec le développement des mégaconstellations de satellites.
