
Et avoir un impact sur l'expérience humaine du ciel nocturne
Des représentants d'Amazon et de SpaceX, ainsi qu'un consultant anciennement de OneWeb, ont participé à un récent atelier appelé Satellite Constellations 1 (SATCON1), qui a réuni des centaines d'astronomes. Le rapport de l’atelier, organisé par l'American Astronomical Society (AAS) et le NOIRLab de la National Science Foundation, publié mardi révélé que des constellations de satellites lumineux, comme le réseau Starlink d'Elon Musk, vont fondamentalement changer l'astronomie optique et infrarouge au sol et pourraient avoir un impact sur l'apparence du ciel nocturne pour les astronomes du monde entier.
SpaceX a lancé, en mai 2019, son premier lot de 60 satellites de communication Starlink, qui ont surpris les astronomes et les profanes par leur apparition dans le ciel nocturne. Les astronomes ont seulement maintenant, un peu plus d'un an plus tard, accumulé suffisamment d'observations des satellites de la constellation comme ceux lancés par SpaceX et OneWeb, et ont effectué des simulations informatiques de leur impact probable lorsqu'ils seront entièrement déployés, afin de bien comprendre l'ampleur et la complexité du problème.
L’atelier qui s’est tenu du 29 juin au 2 juillet 2020 a réuni plus de 250 astronomes, opérateurs de satellites et défenseurs du ciel étoilé afin de mieux comprendre l'impact astronomique des grandes constellations de satellites. Les recherches ont débouché sur des recommandations à l'intention des observatoires et des opérateurs de constellations, et les astronomes ont averti que les constellations de satellites comme le réseau Starlink d'Elon Musk pourraient se révéler « extrêmement impactantes » pour l'astronomie et le progrès scientifique.
Lorsque SpaceX a lancé sa toute première mission Starlink en mai 2019 et que les gens du monde entier ont vu dans le ciel les satellites, les astronomes ont réagi avec alarme. Non seulement les satellites Starlink étaient plus brillants que ce que l'on attendait, mais il pourrait y en avoir des dizaines de milliers d'autres comme eux. SpaceX d'Elon Musk prévoit de lancer 42 000 satellites Starlink (12 000 déjà autorisés et une demande de 30 000 en attente d’autorisation) afin d'acheminer l'Internet à haut débit vers la Terre. Le rapport avertit que « Starlink seul pourrait à peu près doubler le nombre d'objets mobiles basés dans l'espace et détectables à l'œil nu au crépuscule ».
En février, alors que SpaceX n’avait lancé que 240 satellites, un groupe d’astronomes a appelé à une action en justice contre la pollution lumineuse de SpaceX, craignant que l'afflux de satellites sur l'orbite terrestre ne rende les observations plus difficiles au sol. Le groupe a tenté de mobiliser des soutiens en faveur d'une action en justice pour empêcher SpaceX de lancer davantage de ses satellites de communication à haute visibilité, tout en cherchant à maintenir en attente le déploiement des autres constellations. La constellation Starlink compte actuellement environ 600 satellites.
Les premiers lancements en 2019 ont déclenché des centaines de rapports sur les OVNI en raison de leur formation inhabituelle, certains astronomes les comparant à un « collier de perles brillantes ». « Nous constatons que les conceptions de constellations les plus défavorables s'avèrent extrêmement lourdes de conséquences pour les programmes scientifiques les plus gravement touchés », indique le rapport publié mardi.
En juillet, la Commission fédérale des communications (FCC) a approuvé une demande d’Amazon pour le lancement de sa constellation Project Kuiper forte de 3236 satellites, qui, comme le réseau Starlink de SpaceX et OneWeb, vise à étendre le service Internet à haut débit à des clients du monde entier, y compris à des communautés éloignées ou mal desservies.
« Kuiper aurait facilement autant d'impact sur l'astronomie optique et radio que les autres constellations de satellites », a déclaré le mois dernier Jeff Hall, directeur de l'observatoire Lowell en Arizona et président du comité sur la pollution lumineuse de l'American Astronomical Society, selon le New York Times. En effet, la constellation Amazon comptera beaucoup moins de satellites que Starlink, mais son réseau sera déployé sur trois orbites, toutes plus élevées en altitude que le réseau actuellement déployé par SpaceX.
Des observations des astronomes en mars depuis divers endroits
« Aucune combinaison de mesures d'atténuation ne peut complètement éviter les impacts des traînées de satellites »
Conscients du fait que les constellations de LEOsats sont conçues en partie pour fournir des services de communication aux régions mal desservies et éloignées dans le monde entier, les astronomes ont engagé les opérateurs de satellites dans des discussions de coopération sur la manière d'atteindre cet objectif sans nuire indûment aux observations astronomiques au sol. Selon le rapport, l'atelier SATCON1 n'est que la dernière étape, et la plus importante, de ce dialogue permanent.
La première conclusion de l’atelier est que « les LEOsats affectent de manière disproportionnée les programmes scientifiques qui nécessitent des observations au crépuscule, comme la recherche d'astéroïdes et de comètes menaçant la Terre, d'objets extérieurs au système solaire et de contreparties en lumière visible de sources d'ondes gravitationnelles fugaces ».
SpaceX a déployé diverses tactiques pour réduire la visibilité de son réseau de satellites, notamment en les peignant en noir et en tordant la position de leurs panneaux solaires pour les rendre moins réfléchissants. Sur la dernière mission, les satellites Starlink ont été déployés avec un pare-soleil sombre expérimental.
Selon The Independent, l'AAS a travaillé avec SpaceX pour tester et développer différentes méthodes pour traiter cette question. SpaceX a déclaré au quotidien qu'il a également travaillé avec le National Radio Astronomy Observatory (NROA) et le Green Bank Observatory (GBO) pour minimiser l'impact de ses satellites.
Le professeur Tony Tyson de l'Université de Californie, à Davis, a déclaré qu'une stratégie d'atténuation discutée avec SpaceX consistait à rendre les satellites Starlink dix fois plus sombres pour éliminer les traces de satellite, a rapporté The Independent. « Cependant, même si cela fonctionne, les traces de satellite elles-mêmes seront clairement dans les données - ce qui compliquera l'analyse des données et limitera les découvertes », a-t-il déclaré.
« Avec des dizaines de milliers de satellites en orbite basse, nous constatons que généralement aucune combinaison de mesures d'atténuation ne peut complètement éviter les impacts des traînées de satellites sur les programmes scientifiques de la prochaine génération d'installations d'astronomie optique », a-t-il ajouté.
« L'Observatoire Rubin et les télescopes géants de 30 mètres qui seront mis en service au cours de la prochaine décennie vont considérablement améliorer la compréhension du cosmos par l'humanité », déclare Jeff Hall, coprésident de SATCON1. « Pour des raisons de dépenses, de maintenance et d'instrumentation, de telles installations ne peuvent être exploitées depuis l'espace. L'astronomie au sol est et restera vitale et pertinente ».
Le rapport SATCON1 a également retenu au moins six façons d'atténuer les dommages causés à l'astronomie par les grandes constellations de satellites :
- Lancer moins ou pas de LEOsats. Même si elle est peu pratique ou peu probable, c'est la seule option identifiée qui puisse avoir un impact astronomique nul.
- Déployer les satellites à des altitudes orbitales ne dépassant pas ~600 km.
- Obscurcir les satellites ou utiliser des pare-soleil pour ombrager leurs surfaces réfléchissantes.
- Contrôler l'orientation de chaque satellite dans l'espace pour qu'il réfléchisse moins la lumière du soleil vers la Terre.
- Minimiser ou éventuellement éliminer l'effet des traînées de satellite lors du traitement des images astronomiques.
- Mettre à disposition des informations orbitales plus précises des satellites afin que les observateurs puissent éviter de pointer les télescopes sur eux.
Source : Rapport SATCON1
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