Température dans l'espace ?

Réponse du département Sciences et Techniques

Votre question associe deux interrogations complémentaires :la température dans l'espace et la capacité pour un être humain à rester à sa température corporelle puisqu'il flotte dans le vide1. Quelle température pour l'espace ?

La notion de température est liée à celle d'échange thermique, un thermomètre dans l'espace n'indique pas la température du "plasma spatial" (il n'y a pas d'air dans l'espace) mais sa propre énergie calorique. Voici les explications détaillées de l'article Comprendre la température sur le site de l' Agence Spatiale Canadienne :

Quelle température indiquerait un thermomètre dans l'espace ?

Le concept de température découle de la constatation que tout corps peut être plus ou moins chaud.

La chaleur, c'est l'énergie issue de l'activité des atomes dans la matière. Plus ses atomes vibrent rapidement, plus un corps est chaud et plus sa température est élevée. Dans le cas de deux corps à proximité l'un de l'autre et ayant des températures différentes, la chaleur du plus chaud sera transférée au plus froid jusqu'à ce que les deux corps aient la même température.
La température représente donc l'état d'un corps à un moment donné tandis que la chaleur est un flot d'énergie transitant d'un corps vers un autre à cause d'une différence de température. La température se mesure, par exemple, grâce à la variation de l'état du mercure dans un thermomètre traditionnel. Quand il fait chaud, la chaleur de l'air ambiant est transférée au mercure qui commence à changer d'état : il augmente en volume jusqu'à ce que sa température devienne la même que celle de l'air. Grâce à une échelle graduée, nous pouvons ensuite interpréter cette variation en terme de degrés Celsius ou Fahrenheit.

La température qu'indiquerait un thermomètre dans l'espace dépend de l'endroit où on le place.
* S'il est placé directement face aux rayons du Soleil, il absorbera leur énergie et finira par indiquer une température voisine de 150°C.
* Par contre, s'il est à l'abri du Soleil, le thermomètre dissipera graduellement sa propre chaleur pour atteindre une température proche du zéro absolu puisqu'il n'y a pas d'air ambiant avec lequel échanger sa chaleur.

Le zéro absolu représente une absence complète de chaleur et correspond à la température la plus froide qu'il puisse exister, soit -273°C. Quand on parle de températures de cet ordre, on emploie généralement l'échelle de mesure Kelvin (K) plutôt que les degrés Celsius ou Fahrenheit. Dans cette échelle, le zéro absolu correspond à 0K, l'eau gèle à 273K et elle bout à 373K.

Nous avons précisé que notre thermomètre, à l'ombre dans l'espace, indiquerait une température proche du zéro absolu, soit 0 K. En fait, il indiquerait exactement 2,7 K. Ce petit apport de chaleur, auquel rien dans l'Univers n'échappe, est attribuable au rayonnement fossile. Étonnamment, ce rayonnement serait la trace résiduelle de l'énergie dégagée lors de la création de l'Univers, au moment du Big Bang, il y a 12 milliards d'années.

source complémentaire : Température spatiale, chaud ou froid ?, une réponse du Guichet du Savoir.

2. Quelle serait la température d'un être humain flottant dans le vide intersidéral

Tout d'abord, une précision sur la nature du vide spatial :
Vide absolu et vide parfait
Le vide absolu est défini théoriquement par un espace complètement dépourvu de matière. [...]
Le vide absolu est théorique car, pour une pression de 10−12 Pa (déjà difficile à obtenir en laboratoire), il y a encore 270 000 molécules de gaz dans un volume de 1 litre et il faut se rendre dans les espaces interstellaires pour obtenir suivant les endroits suite à l’influence du rayonnement solaire entre 0,2 et 10 particules par centimètre cube, soit une pression de 10−16 à 5.10−15 Pa.

Il semblerait que le vide parfait puisse être obtenu en traînant un disque derrière un appareil type navette spatiale à 400 km au-dessus de la Terre. Un volume sans molécules devrait alors s’établir dans un cône situé derrière le disque, la vitesse du disque étant 7 à 8 fois plus grande que celle des molécules régnant à cette altitude.
source : Techniques de l'Ingénieur, ressource en ligne (non disponible à la Bibliothèque de Lyon).

Le vide intersidéral est donc rempli d'un certain nombre de molécules qui vont permettre un faible échange de chaleur.
En l'absence d'apports nutritifs donc énergétiques, on peut supposer selon les éléments fournis dans la première partie de la réponse que le spationaute dissipera très graduellement sa propre chaleur pour atteindre les 2,7 K.


le rayonnement fossile observé par le satellite WMAP © NASA (source : Wikipédia)