Ce qu’il faudrait pour ramener l’ISS sur Terre en un seul morceau

Pour maintenir l’ISS en orbite jusqu’en 2031, les agences spatiales qui l’entretiennent doivent faire périodiquement quelque chose pour contrer cette force de traînée. L’ISS n’a pas ses propres moteurs de fusée, elle a donc besoin d’un reboost ou d’une poussée d’un engin de ravitaillement. Un reboost pousse la station spatiale et augmente sa vitesse. (Voici un bonus : Mon analyse de ce que c’est que d’être un astronaute à l’intérieur de l’ISS lors d’un reboost, publiée sur le blog de l’Agence spatiale européenne.)

L’ISS brûlerait-elle à la rentrée ?

Bien que la rentrée puisse être un événement violent et détruire complètement de nombreux objets, il est tout à fait possible que quelque chose de la taille de l’ISS survive au moins partiellement. À titre d’exemple, des morceaux de Skylab ont traversé l’atmosphère lors de leur rentrée en 1979 et ont frappé la Terre sous forme de débris.

Mais tout ce qui tombe dans l’atmosphère devient super chaud. Les objets orbitaux vont très vite, et lorsqu’ils commencent à se déplacer dans l’atmosphère, ils poussent l’air devant eux, car cet air se met en travers de leur chemin. Une partie de cet air est poussée sur le côté, mais une grande partie est poussée vers l’avant. C’est un problème, car il y a déjà de l’air là-bas. Presser plus d’air dans le même espace provoque une compression. Vous avez peut-être remarqué en gonflant un pneu de vélo que le pneu devient chaud lorsque vous pompez plus d’air ; c’est parce qu’il comprime l’air déjà dans le tube. La même chose se produit lorsqu’un objet se déplace rapidement dans l’atmosphère : l’air comprimé devant lui se réchauffe et l’objet lui-même devient chaud. Par exemple, des niveaux de chaleur « fondus ».

Certains engins spatiaux, comme la navette spatiale ou le SpaceX Crew Dragon, ont un bouclier thermique, un matériau qui isole le reste de l’engin de tout cet air chaud. Mais l’ISS n’a pas de bouclier thermique. Donc, à tout le moins, certaines parties de celui-ci brûleraient à la rentrée.

Les débris restants pourraient se retrouver dans une exposition de musée, mais pas dans une exposition que vous pourriez traverser.

Pourrions-nous faire descendre l’ISS sans une rentrée normale ?

Il y a une différence entre rentrer et simplement tomber de l’espace. Si vous prenez juste un objet jusqu’à une altitude de 400 kilomètres et que vous le lâchez, c’est très différent de la rentrée. N’oubliez pas que les objets dans LEO se déplacent très rapidement, alors qu’un objet « lâché » commencerait avec une vitesse de zéro mètre par seconde. Oui, l’objet largué accélérerait et deviendrait chaud, mais pas aussi chaud qu’un objet rentrant de l’orbite.

Alors considérez ceci : que se passerait-il si nous utilisions des fusées pour arrêter l’ISS sur son orbite, puis que nous l’amenions directement vers le bas dans le but d’éviter tout le problème de « l’épuisement lors de la rentrée » ?

Voyons ce qui se passe avec quelques calculs simples. Nous pouvons commencer par la deuxième loi de Newton. Cela donne une relation entre une force nette sur un objet et l’accélération de cet objet. Dans une dimension, cela ressemble à ceci :

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