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Constellations de satellites

par | Jan 3, 2020 | Pollution lumineuse | 0 commentaires

Mis à jour le 22 février 2020

Le sujet qui inquiète les amoureux du ciel, les astronomes professionnels et amateurs, c’est bien entendu l’impact des méga constellations de satellites avec les premiers lancements des premiers Starlink de la société américaine SpaceX  du milliardaire Elon musk.

De quoi s’agit-il ?

Le projet est de déployer des milliers de petits satellites en orbite basse pour offrir un service d’accès internet haut débit en tout point du globe et en particulier depuis les régions non couvertes.

SpaceX pense atteindre 40 millions d’abonnés en 2025 via une offre d’abonnement de 750 $ par an et par abonné.

L’investissement serait de 10 milliards de $ pour un chiffre d’affaire espéré de 30 milliards de $ par an.

La première phase consiste en un déploiement de 1584 satellites en orbite basse (550 km) sur une inclinaison de 53° sur 40 plans orbitaux.

Il est prévu à terme le lancement de 12000 minisatellites répartis comme suit :

1 600 doivent être placé à une altitude de 550 kilomètres

2 800 satellites émettant dans les bandes Ku (12 à 18 GHz) et Ka (26 à 40 GHz) doivent circuler à une altitude de 1 150 km

7 500 satellites émettant en bande V (40 à 75 GHz) seront placés à une altitude de 340 km.

Les satellites ont une masse de 227 kilogrammes, une taille de 1,1 x 0,7 x 0,7 mètres et comprennent deux panneaux solaires de 2 × 8 mètres.

A ce jour 120 Starlink sont sur orbite, 60 premiers ont été lancés le 24 mai 2019, 60 suivants le11 novembre 2019.

Le déploiement des satellites de cette phase nécessite l’utilisation de 24 lanceurs Falcon 9.

D’autres projets concurrents et similaires sont en cours, Kuiper d’Amazon (3 250 satellites), OneWeb (650 satellites),  O3b Networks, samsung, Boeing..bref, cela semble un « marché » prometteur.

Pour en savoir plus, la page wikipedia à ce sujet est bien documenté, sous réserve que les informations présentées soient rigoureusement exactes.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Starlink

Quel est le problème ?

C’est formidable non ? Nous allons pouvoir bénéficier d’un accès internet haut débit tout le temps et en tout lieu grâce à ces satellites, pour pouvoir encore plus consommer d’internet, de streaming, de musique, de VOD de réseaux sociaux qui nous semblent indispensables.

Je peux supposer que les enjeux financiers sont de taille avec la perspective de toucher encore plus de consommateurs d’internet et de permettre la mise en ligne permanente d’objets connectés (véhicules par exemple).

Bien que cette constellation ne vise « que » quelques dizaines de millions de clients pour le moment.

Il y a déjà des milliers de satellites, environ 4000 dont une moitié est active. Sans compter des dizaines de milliers de débris spatiaux (coiffes de fusée, débris de toutes tailles et de toutes sortes).

Un débris de 1 cm, lancé à 20000 km/h , provoque des dégâts dramatiques à tout objet rencontré, que cela soit un autre satellite, ou une capsule spatiale abritant des astronautes.

Multiplier par 3 ou plus le nombre d’objets opérationnels augmentera inévitablement le nombre de débris et le risque de collisions.

A ce sujet voir l’interview de Christophe Bonnal (CNES) sur LCI

https://www.lci.fr/sciences/4000-satellites-en-orbite-comment-eviter-les-bouchons-et-les-accidents-dans-la-banlieue-proche-de-la-terre-cnes-one-web-cubesats-2116253.html

Le second problème est qu’un satellite, et en particulier ses panneaux solaires reflète comme un miroir la lumière du soleil.

Et lorsqu’il fait nuit sur terre, les satellites en orbite peuvent fort bien agir comme un miroir et refléter le soleil jusqu’au sol.

Visuellement lorsque vous contemplez le ciel nocturne, vous pouvez sous un bon ciel de campagne voir jusqu’à 2 à 3000 étoiles à l’œil nu. Celles-ci sont « classées » par une échelle de luminosité que les astronomes appellent la « magnitude ». Les plus brillantes ont une magnitude de 0, et moins elles sont brillantes, plus la magnitude augmente. A l’œil vous atteindrez la magnitude 5.

Les satellites très brillants comme la station spatiale internationale ont une magnitude de -2 à -4 , elle est très visible lorsqu’elle passe au-dessus de nos têtes.

Les Starlink ont une magnitude moyenne de 4, parfois moins parfois plus, cela dépend de leur altitude, de leur inclinaison (influant sur la quantité de lumière solaire réfléchie).

Mais en astronomie, l’objectif est de capter le plus de lumière possible avec des instruments d’optique pour étudier des astres peu lumineux.

Le diamètre de l’instrument d’optique permet donc l’accès à des astres bien moins lumineux.

Des jumelles permettent l’accès à la magnitude 10

Un télescope amateur de 20 cm à la magnitude 13

Un télescope de 1 m à la magnitude 17

Et ainsi de suite, les starlink sont alors parfaitement visibles.

Mais heureusement ils ne font que passer rapidement, visuellement cela n’est pas trop gênant même si leur grand nombre risque d’être un peu pénible.

Mais le gros problème survient lorsque l’on photographie le ciel.

Les capteurs numériques accumulent la lumière des astres pendant des longues minutes ou parfois des heures pour capturer leur lumière très faible, et à coup sur le passage de nombreux satellites cause de larges trainées lumineuses sur les images.

Esthétiquement c’est fort dommageable bien sûr, mais surtout cela devient difficile de faire de la science car en astronomie on mesure la lumière reçue par différentes techniques. De ces mesures sont déduites toutes les propriétés des astres (distances, masses, mouvements, composition, température etc)

En particulier les observatoires et télescopes à grand champ (dont l’image couvre une grande partie du ciel) courent le risque de ne plus pouvoir remplir leur mission, par exemple :

  • Détection de supernova
  • Détection et surveillance d’astéroïdes
  • Détection et mesures de phénomènes transitoires (nova, étoiles variables, etc).

L’astronomie, science millénaire risque fort d’être gravement impactée.

Quels effets ?

Il faut bien avouer que les lancements de Starlink par grappe de 60 satellites sont particulièrement visibles dans le ciel.

Ceux-ci évoluant en groupe ils ne manquent pas d’attirer l’attention, suscitant étonnement, émerveillement ou parfois inquiétude de la population.

Ils ne sont que 120.. qu’en sera-t-il lorsque ils seront des milliers ?

Petite revue de presse des observations de Noel 2019, uniquement en France.. c’est bien entendu la même chose partout sur terre. La liste n’est pas exhaustive, il suffit de rechercher sur internet « ovnis », ‘ « phénomènes lumineux » ou starlink pour en trouver d’autres

https://www.ladepeche.fr/2019/12/30/un-ovni-ou-une-lanterne-chinoise-dans-le-ciel-ces-phenomenes-aeriens-observables-durant-les-fetes-de-fin-dannee,8633503.php

https://www.ouest-france.fr/sciences/espace/var-d-etranges-points-lumineux-dans-le-ciel-ont-enflamme-les-reseaux-sociaux-le-soir-de-noel-6670441

https://www.nicematin.com/faits-de-societe/vous-avez-vu-detranges-points-lumineux-dans-le-ciel-la-nuit-du-reveillon-de-noel-on-sait-ce-que-cetait-443250

https://actu.fr/occitanie/montpellier_34172/herault-gard-etranges-points-lumineux-dans-ciel-etaient-satellites_30421202.html

https://www.lindependant.fr/2019/12/09/p-o-vous-lavez-vu-ce-chapelet-de-lumieres-dans-le-ciel-ce-lundi,8592046.php

https://www.sudouest.fr/2019/12/26/pas-de-panique-les-points-lumineux-apercus-dans-le-ciel-sont-un-train-de-satellites-6999342-6148.php

 

Pour l’astronome équipé d’un télescope, l’effet est bien pire.

Ci après une sélection de quelques images publiées sur « Astrobin » , un des sites ou les astrophotographes amateurs partagent leurs images.

La pollution lumineuse n’est elle un problème plus important pour l’observation et l’étude des astres ?

Absolument et l’on pourrait penser que la priorité n’est pas de se préoccuper de satellites.

Mais, les lampadaires peuvent être éteints. Les observatoires modernes sont installés dans des zones protégées de la lumière des villes.

Il existe de par le monde des « réserves de ciel étoilées » comme le pic du midi ou le parc national des Cévennes en France.

Celles ci sont reconnues par l’UNESCO en collaboration avec l’union astronomique internationale.

Ces régions protégées seront impactées, leur survol par les satellites étant garanti.

Le passage d’avions de ligne lumineux dans le ciel est également une soure de nuisance.

Mais ceux ci finissent toujours par atterrir.

Un satellite une fois placé sur son orbite finit toujours par retomber au sol à cause des frottements avec la haute atmosphère.

Mais cela prend plusieurs années, voire des dizaines ou centaines d’années selon son altitude initiale et sa réserve de carburant lui permettant de compenser cette chute inéluctable.

Autant dire que si ces constellations s’avèrent nuisibles, rien ne pourra être fait pour retirer ces milliers d’engins du ciel pendant des années.

Que faire ?

Rien si on ne considère pas cela comme un problème.

Rien si on considère que l’accès à internet haut débit en tout lieu est un bienfait.

Agir si l’on considère que :

– le ciel nocturne est un bien inaliénable et immatériel de l’humanité.

– que la connaissance et la recherche ne doivent pas être empéchés par la quête sans fin de profits de quelques uns.

Les projets en cours ou annoncés sont l’initiative de sociétés Américaines.

L’American Astronomical Society (AAS) est particulièrement préoccupée par ce problème, de nombreux programmes de recherche Américains étant directement menacés.(ASAS SN, LSST).

https://aas.org/press/aas-issues-position-statement-satellite-constellations

 

 L’Union astronomique Internationale a également manifesté ses inquiétudes.

https://www.iau.org/news/announcements/detail/ann19035/

https://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau2001/

(vous en trouverez la traduction ICI)

 

 l’ESO (Observatoire Européen Austral) travaille à évaluer l’impact réel de ces constellations de satellites sur l’astronomie professionnelle et également sur la radio astronomie qui pourrait être perturbée dans le domaine radio millimétrique (observatoire ALMA en particulier).

https://www.eso.org/public/announcements/ann19062/?lang

Pour peu que ces systèmes soient financièrement rentables, il est bien entendu illusoire d’empêcher la présence de dizaines de milliers de satellites, puisque ceux ci visent probablement à augmenter le nombre d’internautes.(pensez à tout les services qu’ils pourront alors acheter).

En revanche il est certainement possible de minimiser leur impact sur le ciel et l’astronomie et tout doit être fait pour travailler conjointement avec les sociétés concernées dans cet objectif.

Du 4 au 8 Janvier 2020 s’est tenu le 235ème réunion de l’AAS à Hawai.

Le sujet des constellations de satellites y était abordé.

https://www.abstractsonline.com/pp8/#!/8993/session/133

La conférence de presse est intéressante.

On en retient que :

– la communauté astronomique a été suprise par l’impact des satellites sur l’observation du ciel.

– Space X a reçu les autorisations nécessaires aux états unis pour placer ses satelittes en orbite.

– Que la réglementation internationale n’avait pas anticipé les problèmes causés.

– Que la seule solution à court terme est dé négocier avec les sociétés concernées (pour le moment Starlink) pour minimiser l’impact sur le ciel nocturne et l’astronomoqie au sol.

Agir en France ? A l’international ?

L’Astronomie de Mars 2020 vient de publier un article faisant le point sur la situation.

 

La méthode Scientifique sur France Culture a consacré une émission à ce sujet.

L’article de Pierre Barthelemy  dans le Monde

Article de Guillaume Cannat toujours dans le Monde.

 

Pour le moment donc la communauté s’inquiète, proteste, mais concrètement que faire ?

L’action la plus volontaire à ce jour me semble cet appel international aux astronomes :

Astronomers’ Appeal

https://astronomersappeal.wordpress.com/

Avec plus de 1800 signataires à ce jour, dont celles de trés nombreux astronomes Francais, cette initiative semble pour le moment la seule à proposer des actions concrétes.

Inscrivez vous sur le site, que vous soyez astronome amateur, professionnel ou amoureux de la nature et du ciel  et sollicitez vos élus et représentants , associations locales avec les modèles de courrier fournis.

Qui sait, sous prétexte de sauvegarde du ciel étoilé, les enjeux commerciaux du spatial Européen pourraient fort bien aider les astronomes à limiter les déploiements de SpaceX.