L'exosphère, aux frontières de la Terre

Nous sommes bien loin de notre sommet le plus haut qu'est l'Everest. En parlant de l'exosphère, c'est un tout autre monde qui s'ouvre à nous, où la vision de la Terre change complètement d'échelle pour un être humain. Exosphère désigne littéralement, la "sphère qui se trouve à l'extérieur". A cette altitude, nous sommes bien aux confins de notre atmosphère et nous intégrons alors l'espace. La vie ne se résume pratiquement plus qu'aux mécaniques humaines qui y sont présents.

L'exosphère et l'exobase

L'exosphère se situe aux confins de la thermosphère, elle est la partie la plus haute de l’atmosphère terrestre. Les limites de l'exosphère ne sont atteintes qu'à une altitude de 50 000 kilomètres. La notion de vide est de plus en plus concrète dans cet espace car dans l'exosphère, les atomes ne se croisent que très rarement entre eux et circulent alors librement. Le vide commence réellement à faire son "apparition", et il existe vraiment des pans entiers de cet espace où il n'y a rien, pas même un atome.

L'exosphère se compare ainsi à une bande désertique où les atomes deviennent de véritables oasis. L'exosphère commence à partir de 800 kilomètres d'altitude mais cette limite varie avec celle de la couche inférieure, la thermosphère, et selon la puissance du rayonnement solaire. L'exosphère peut ainsi commencer à partir de 350 kilomètres d'altitude. Cette limite inférieure de l'exosphère est appelée "Exobase".

Entre atmosphère et vide sidéral.

La composition chimique de l'exosphère comprend principalement les atomes d'hydrogène ainsi que des atomes d'hélium. D'autres atomes peuvent être décelés sans toutefois prendre des proportions considérables et sont donc négligés à ce niveau. Plus on s'éloigne de la Terre, plus ces atomes vont se raréfier, et aux confins de l'exosphère, on ne retrouve plus que quelques atomes d'hydrogène qui côtoie le vide. Au niveau de l'exosphère, la couche d'air est très mince et cet air s'échappe dans l'espace pour réellement disparaître des frontières terrestres. La limite de l'exosphère est difficile à déterminer car elle se mélange graduellement avec l'espace, les rares atomes présents ne sont plus contraints à l’attraction terrestre, d’où la fuite vers l’espace.

L'exosphère, terrain de jeu des satellites.

Sans toutefois quitter l'attraction terrestre, l'exosphère permet à l'homme d'exploiter cet univers qui est encore assez proche de la planète. Cette exploitation se révèle en particulier par l'envoi des satellites en orbite autour de la Terre. Ces satellites ne risquent pas de croiser les navettes spatiales, qui ne vont pas si haut, mais ils vont permettre de relayer les informations et les échanges d'informations à travers le monde. Cette couche est particulièrement propice à l'envoi de ces satellites. Ces derniers sont assez loin de la terre sans pour autant être trop loin pour que les activités de feedback vers la Terre fonctionnent correctement avec la technologie actuelle. Ces satellites concernent par exemple les satellites de communication, ou encore des satellites d'observation de l'espace ou autres phénomènes spatiaux.

Les études montrent qu'un satellite qui se trouve dans une couche inférieure à l'exosphère s'use plus rapidement en raison de l'énergie déployée pour que le satellite se maintienne à ce niveau de l'atmosphère. Par ailleurs, la chaleur intense ferait subir à la mécanique de sérieux dommages. Ainsi, dans l'exosphère, les satellites évitent l'augmentation de température liée au filtrage des ultraviolets, ils économisent également une masse d'énergie liée à la stabilisation et au freinage de l'attraction terrestre. Ce constat résulte de l'étude sur la trajectographie des satellites mis en orbite. Dans l'exosphère, ces derniers sont beaucoup plus stables alors que les courbes des trajectoires aux niveaux inférieurs sont mouvementées.

Par contre, un satellite en orbite dans l'exosphère peut graviter autour de la Terre durant des centaines ou des milliers d’années : la durée de vie est non négligeable, notamment pour la continuité du développement des générations futures. Le satellite est alors plus performant car l'énergie conservée permet de l'utiliser à d'autres fonctionnalités. Certaines études qui nécessitent de très nombreuses années de récolte d'informations et de données sont également facilitées. Dans l'exosphère, les satellites peuvent fournir un travail parfaitement efficient et les investissements sur ces bijoux technologiques valent leur pesant d'or.

Le saviez-vous ?

L'exosphère est la couche la plus large de l'atmosphère car elle s'étend et se mélange à l'espace. Toutefois, elle est également la moins dense, tout simplement parce qu'elle ne contient pratiquement plus d'atomes. Ainsi, l'exosphère ne concerne que moins de 1% de la masse totale de l'atmosphère. C'est cette faible densité qui permet aux stations spatiales extrêmement lourdes de rester en orbite. Sans cela, elles s'écraseraient.