L’astronomie est sur le point de faire un nouveau bond. Au cours des prochaines années, les principaux télescopes au sol seront mis en ligne, notamment le télescope extrêmement grand (ELT), le télescope de trente mètres (TMT), le télescope géant Magellan (GMT) et l’observatoire Vera Rubin. La puissance combinée de ces télescopes contribuera à stimuler la découverte au cours des deux prochaines décennies.
Mais quelque chose menace de saper l’observation astronomique dans les années à venir : Starlink et d’autres constellations de satellites Internet.
Maintenant, un groupe d’astronomes a montré que même Hubble ne peut pas échapper au problème des satellites.
Depuis le lancement de Starlink et d’autres constellations de satellites de communication, on reconnaît de plus en plus leur effet négatif sur l’astronomie. La communauté internationale de l’astronomie a souligné à quel point le nombre croissant de satellites Internet en orbite terrestre complique les observations astronomiques par les télescopes au sol. Maintenant, leur inquiétude s’étend à Hubble.
“Avec le nombre croissant de satellites artificiels actuellement prévus, la fraction des images du télescope spatial Hubble traversées par les satellites augmentera au cours de la prochaine décennie et nécessitera une étude et une surveillance plus approfondies.”
Extrait de “L’impact des traînées de satellites sur les observations du télescope spatial Hubble”.
Une nouvelle lettre de recherche dans Nature Astronomy montre l’effet que les satellites ont sur les observations astronomiques de Hubble en orbite terrestre basse. L’étude s’intitule “L’impact des traînées de satellites sur les observations du télescope spatial Hubble”. L’auteur principal est Sandor Kruk, chercheur à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre.
Les auteurs ont examiné 20 ans d’images Hubble en utilisant des bénévoles de la science citoyenne et l’apprentissage automatique. Leurs recherches ont montré que 2,7% des images Hubble pendant cette période contenaient des traînées satellites. Sans surprise, le nombre de traînées de satellites dans les images augmente avec le temps à mesure que de plus en plus de satellites sont mis en orbite. Le temps d’exposition typique pour les images Hubble est de 11 minutes, ce qui augmente la probabilité de traînées satellites.
“Avec le nombre croissant de satellites artificiels actuellement prévus, la fraction des images du télescope spatial Hubble traversées par les satellites augmentera au cours de la prochaine décennie et nécessitera une étude et une surveillance plus approfondies”, écrivent les auteurs.
Les astronomes s’en inquiétaient dès 1986, plusieurs années avant le lancement de Hubble et avant que les constellations de satellites Internet ne soient imaginées. Dans un article intitulé « Satellites terrestres artificiels traversant les champs de vision des télescopes spatiaux et entrant en collision avec des télescopes spatiaux en orbite », les auteurs ont écrit que les satellites terrestres artificiels « … traverseront le champ de vision du télescope spatial Hubble (HST) avec des fréquences significatives. et des luminosités. Rien qu’en 1986, 136 autres satellites ont été placés en orbite.
L’orbite de Hubble se dégrade lentement à cause de la traînée. Il a été placé en orbite en 1990 à 547 kilomètres ou 340 miles au-dessus de la Terre. Depuis lors, il s’est dégradé à environ 538 kilomètres ou 333 miles. Au fur et à mesure qu’il se désintègre, le télescope est sensible à un plus grand nombre de satellites au-dessus de lui. Sa sensibilité dépend de facteurs tels que l’angle d’éclairage solaire, la position et le pointage du télescope.
L’effet sur les images Hubble est évident.
Hubble ne prend pas d’instantanés rapides. Ses capteurs de guidage fin (FGS) lui permettent de prendre des expositions ponctuelles, une nécessité pour observer des objets faibles et distants dans l’espace. L’une des images les plus célèbres de Hubble, Hubble Extreme Deep Field, a nécessité 22 jours d’observation. C’est extrême, mais le télescope prend régulièrement des images composites empilées qui nécessitent des expositions de 35 minutes. Cela augmente l’effet des satellites sur les observations de Hubble.
Les chercheurs ont trouvé 144 images Hubble contenant plusieurs traînées satellites. 133 d’entre eux contenaient deux pistes, dix en contenaient trois et une contenait quatre pistes.
Avec toutes les données en main, l’équipe a calculé la chance de voir une traînée satellite dans n’importe quelle image Hubble depuis 2009. Pour le graphique suivant, un temps d’exposition de 11,2 minutes est utilisé. Les deux groupes d’images sont destinés à la caméra avancée pour les relevés (ACS)/caméra à champ large (WFC) et au canal ultraviolet de la caméra à champ large 3. La probabilité qu’une piste satellite apparaisse sur une image a augmenté de 59 % et 71 %, respectivement.
Dans l’état actuel des choses, le risque de séquences satellites est faible. Mais il ne restera pas bas. De plus en plus de satellites sont lancés chaque année, et avec des entreprises comme Starlink et OneWeb prêtes à en lancer encore plus, le problème deviendra rapidement plus aigu.
“La fraction des images HST traversées par les satellites est actuellement faible avec un impact négligeable sur la science”, écrivent les chercheurs. “Cependant, le nombre de satellites et de débris spatiaux ne fera qu’augmenter à l’avenir.”
Il y a eu une augmentation prononcée des satellites depuis 2009, et cette tendance va se poursuivre. “Il y a eu une augmentation de 40% du nombre de satellites artificiels au cours de la période 2005-2021, correspondant à l’augmentation observée de la fraction de satellites dans les images HST (environ 50% d’augmentation)”, déclarent les auteurs.
Starlink attire le plus l’attention dans ce numéro parce que Musk attire tellement l’attention des médias. Mais le problème est bien plus important que Starlink. D’autres sociétés comme le fournisseur de satellites britannique OneWeb et la société chinoise Galaxy Space en font partie. Ces entreprises vantent les avantages de leurs satellites et elles ont leurs partisans.
Ces avantages sont difficiles à nier, et des efforts ont été déployés pour atténuer l’effet de Starlink sur l’astronomie. Le DarkSat est la tentative de Starlink de rendre leurs satellites moins gênants en les peignant en noir. Alors que les rapports indiquent que DarkSat est moins lumineux, les panneaux solaires ne peuvent pas être peints, ce qui limite strictement les efforts de gradation. La peinture sombre a fait chauffer les satellites, il a donc été abandonné. Une autre méthode à l’essai est le soi-disant VisorSat. C’est un appareil semblable à un pare-soleil qui réduit la luminosité du satellite et a été quelque peu efficace.
Un logiciel de correction d’image peut aider à atténuer le problème. Le logiciel peut masquer les traînées et les traînées, mais les traînées de plus de quelques pixels de large peuvent toujours poser problème. Vous ne pouvez masquer qu’une partie d’une image avant qu’elle ne perde sa valeur scientifique. Le temps d’observation sur Hubble est très demandé, et c’est une autre dimension du problème. “Prendre des expositions plus courtes peut atténuer certains des problèmes, mais il faudra tenir compte du temps de télescope perdu avec des images inutilisables”, expliquent les auteurs.
L’autre problème ne se voit pas en lumière visible mais en luminosité radio. Tous ces satellites produisent un bruit de fond croissant en radioastronomie. La peinture noire et les visières n’aideront pas.
Ce problème ne va pas disparaître. Et la communauté astronomique tire la sonnette d’alarme.
Dans un article de novembre 2022 dans Scientific American, la journaliste Rebecca Boyle s’est entretenue avec des astronomes très préoccupés par les constellations de satellites et leurs effets sur l’astronomie. “Plus j’assiste à des réunions à ce sujet, où nous expliquons l’impact que cela va avoir, plus j’ai peur de la façon dont l’astronomie va avancer”, a déclaré Rachel Street, astronome à l’observatoire Las Cumbres en Californie.
Lawler et ses collègues ont créé une visualisation du ciel nocturne, y compris les orbites de 65 000 satellites proposés par Starlink, OneWeb, Kuiper et Starnet/GW.
Cette visualisation montre 65 000 satellites, mais il pourrait bientôt y en avoir bien plus que cela. Les propositions de diverses sociétés de satellites montrent que d’ici les années 2030, il pourrait y avoir 100 000 satellites en LEO. L’article de recherche contient un tableau détaillé des chiffres tout en avertissant que “ces chiffres sont très incertains, car chaque projet est examiné périodiquement par les différentes agences gouvernementales et basé sur les opérations des entreprises privées qui sont susceptibles de changer”.
Ce ne sont pas seulement les astronomes chercheurs qui en paieront le prix. Le reste d’entre nous le verra aussi. Dans un autre article, Lawler écrit : “Vous n’échapperez plus à votre ville pour un voyage de camping et ne verrez pas les étoiles sans obstruction : vous devrez regarder à travers une grille de satellites lumineux et rampants, quelle que soit la distance de votre emplacement.”
Bien que les auteurs de cette nouvelle lettre de recherche se concentrent sur Hubble, ce ne sera pas le seul concerné. Tout ce qui a un large champ de vision paiera le prix d’un accès mondial accru à Internet alors que les entreprises se battent les unes contre les autres pour une position dans ce domaine en pleine croissance et lucratif. L’observatoire Vera Rubin (VRO) qui sera bientôt opérationnel pourrait en souffrir le plus.
Le VRO verra sa première lumière en 2024. D’ici là, il y aura des dizaines de milliers de satellites, dont Starlink et d’autres, dans le ciel. C’est un problème pour le VRO, qui effectuera une étude extraordinairement large du ciel nocturne appelée Legacy Survey of Space and Time. Il imagera tout le ciel nocturne disponible toutes les quelques nuits avec son miroir primaire de 8,4 mètres. L’une de ses tâches consiste à repérer les transitoires comme les astéroïdes. On ne sait pas quel effet le nombre croissant de satellites aura sur son fonctionnement.
Bien que hautement improbable, le scénario le plus pessimiste est que les satellites nous rendent aveugles à l’approche d’un astéroïde dangereux. Mis à part le pire scénario, la population de satellites prélèvera un péage sur le VRO. En 2022, le VRO a publié une déclaration intitulée “Observatoire Vera C. Rubin – Impact des constellations de satellites”. La déclaration disait, en partie, “Les quelque 400 000 satellites récents et prévus en orbite terrestre basse (LEOsats) menacent le potentiel de découverte du Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST)”.
Le ciel nocturne fait partie de l’héritage de l’humanité, mais l’orbite terrestre basse est anarchique et les entreprises se précipitent avant que les gouvernements ou les agences de réglementation n’exercent un contrôle plus strict. Si nous dégradons notre ciel nocturne juste pour une plus grande disponibilité d’Internet, nous ne le récupérerons peut-être jamais. Et bien que l’Internet par satellite comble un vide, ce n’est pas le seul moyen de le combler. Une infrastructure terrestre pourrait combler le vide, mais pas aussi facilement ou à moindre coût.
Il y a une équation au centre de ce problème. D’un côté se trouve un meilleur accès à Internet et de l’autre, le ciel nocturne naturel. Mais l’un d’entre nous peut-il honnêtement dire que la majeure partie du trafic Internet est si importante que l’astronomie, la science et l’émerveillement humain devraient être relégués au second plan ? Plus nous noyerons la nature, pire nous serons. Et parmi toutes les choses utiles qui se passent sur Internet, il y a aussi un désert de mèmes, de pornographie, de Karen Tik-Toks, de jeux d’argent, de victimisation et d’arnaques sans fin.
Ce truc fait partie de toute véritable conversation sur les constellations de satellites et leur effet sur le ciel.
Cette déclaration est peut-être un peu hyperbolique, mais témoigne certainement de la peur tangible de la communauté astronomique. Espérons que les opérateurs de satellites continueront à travailler sur leurs conceptions, que les astronomes pourront comprendre comment les contourner et que les satellites et les télescopes pourront apprendre à s’entendre.
