Rayonnement cosmique de l’espace
La radiation que l’on nomme rayonnement cosmique est présente dans l’espace et aussi dans notre environnement que ce soit dans l’air, sur la terre ou les organismes vivants.
En effet l’univers est radioactif par nature en raison des fusions nucléaires qui s’y produisent ce qui est le cas avec notre soleil.
D’ailleurs notre planète est elle-même radioactive naturellement en raison de la composition de ses roches et de son sol.
Dans l’espace les neutrons proviennent ainsi de l’impact des noyaux d’hydrogène et d’hélium présents dans les rayons cosmiques qui heurtent notre atmosphère.
Les protons et les électrons se combinent alors pour former des neutrons.
C’est grâce à la magnétosphère (le champ magnétique) et à l’atmosphère que nous sommes toutefois protéger des trop fortes doses sur la Terre.
Mais il en va différemment dans l’espace.
Il existe en fait deux types de rayonnement cosmique :
- électromagnétique : rayons gamma ou rayons X
- particules : alpha, bêta et ions d’hélium, neutrons, protons,..
Dans l’espace, le rayonnement cosmique est ionisant car les particules sont fortement chargées d’énergie.
Il s’agit en effet de particules provennant des noyaux d’atomes lourds.
Les particules d’énergie se déplacent en plus dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière.
Et rien ne les filtre au passage.
Les neutrons pénétrent d’ailleurs plus profondément dans la matière que les autres formes de rayonnement.
En plus les particules cosmiques fractionnent aussi les molécules des éléments avec lesquels elles entrent en collision.
La collision forme alors des particules secondaires soit des particules subatomiques ou des neutrons.
Dans l’organisme humain les radiations neutroniques endommagent les cellules qui peuvent mourir ou devenir cancéreuses.
Cela provoque des effets macroscopiques (brûlures et cataracte) ou microscopiques (altération génétiques et stérilité).
Les rayonnements cosmiques représentent donc un réel danger pour la santé des astronautes mais aussi pour les matériels (atterisseurs, fusées, hélicoptère, rover, satellites, etc…).
Les équipages des missions spatiales doivent donc se protéger avec des équipements spéciaux faits de matériaux de blindage.
Sur ce point, il faut noter que lorsqu’un rayonnement cosmique frappe un bouclier métallique cela produit des gerbes de particules secondaires.
Les recherches dans ce domaine s’oriente vers des matériaux légers comme le plastique.
A ce sujet la Station spatiale internationale actuelle (ISS) se trouve en orbite dans le champ magnétique de la Terre (entre 340 et 360 km).
Elle profite donc de ce champ magnétique pour se protéger des rayonnements cosmiques ce qui en amoindri l’exposition.
Par contre ce n’est pas le cas pour les missions sur la Lune et les futures missions sur Mars.
De même la future station spatiale autour de la Lune en projet par la NASA (Lunar Gateway) sera soumise directement au rayonnement cosmique de l’espace.
Le rayonnement cosmique sur la Lune est d’un niveau 200 fois supérieur à celui sur la terre.
Un relevé du rayonnement à été réalisé par l’atterrisseur chinois Chang’E 4 en 2019 sur la face cachée de la Lune.
La dose de rayonnement était de 57 𝜇Sv/h ce qui représente 1,37 mSv/jour.
Cette dose moyenne est donc 2,6 fois plus forte que celle à bord de l’ISS.
Au rayonnement cosmique s’ajoute également les ondes gravitationnelles.
Une onde (de gravitation) est une oscillation de la courbure de l’espace-temps qui se propage à grande distance de son point de formation à la vitesse de 305 000 km/s.
Mais ce type d’onde est trop faible pour avoir un impact inquiétant.
Par contre il existe aussi un autre danger dans l’espace avec les 30 000 débris en orbite basse se déplaçant à plus de 25 000 km/h.
Article : P. du Chélas
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