La possibilité d’avoir accès à Internet ou d’utiliser un téléphone mobile partout dans le monde est de plus en plus considérée comme acquise, mais la luminosité de l’Internet et des satellites de télécommunications qui permettent les réseaux de communication mondiaux pourrait poser des problèmes à l’astronomie au sol. Siegfried Eggl, ingénieur aérospatial à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, a coordonné une étude internationale confirmant que les satellites récemment déployés sont aussi brillants que les étoiles vues à l’œil nu.
« D’après nos observations, nous avons appris que BlueWalker 3 d’AST Space Mobile, un prototype de satellite de constellation doté d’une antenne réseau à commande de phase d’environ 700 pieds carrés, a atteint une luminosité maximale de magnitude 0,4, ce qui en fait l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne. » dit Eggl. « Bien qu’il s’agisse d’un record, le satellite lui-même n’est pas notre seule préoccupation. L’adaptateur de lanceur non suivi avait une magnitude visuelle apparente de 5,5, ce qui est également plus lumineux que la recommandation de magnitude 7 de l’Union astronomique internationale. »
À titre de comparaison, la luminosité des étoiles que nous pouvons voir à l’œil nu se situe entre moins 1 et 6 magnitudes, moins 1 étant la plus brillante. Sirius, l’étoile la plus brillante, a une valeur de moins 1. Des planètes comme Vénus peuvent parfois être un peu plus brillantes, plus proches de moins 4, mais les étoiles les plus faibles que nous pouvons voir ont à peu près une magnitude de 6.
Regardez une vidéo montrant un ciel étoilé avec trois satellites: BlueWalker 3 à 19:52:45, 19:52:56, 19:53:18, 19:53:29 ; Starlink-4781 est visible à 19:52:54 et 19:53:26, en tête de BlueWalker 3 ; Starlink-4016 est parallèle et légèrement derrière BlueWalker 3 à 19:53:34. Vidéo gracieuseté : Marco Langbroek, Université technique de Delft.
« On pourrait penser que s’il y a des étoiles brillantes, quelques satellites brillants supplémentaires ne feront aucune différence. Mais plusieurs sociétés envisagent de lancer des constellations », a déclaré Eggl. « Par exemple, Starlink a déjà l’autorisation de lancer des milliers de satellites, mais ils obtiendront probablement éventuellement l’intégralité de leur demande de dizaines de milliers.
« Et ce n’est qu’une constellation de satellites. L’Europe et la Chine veulent leurs propres constellations, tout comme la Russie. Rien que celles des États-Unis en cours de négociation avec la FCC représentent 400 000 satellites qui seront lancés dans un avenir proche. Il n’y a que 1 000 étoiles que vous pouvez lancer. » voir à l’œil nu. L’ajout de 400 000 satellites brillants en mouvement pourrait complètement changer le ciel nocturne.
Eggl est membre du Centre de l’Union astronomique internationale pour la protection du ciel sombre et calme contre les interférences des constellations de satellites, AIU.
« BlueWalker 3 est si brillant que la plupart des grands télescopes tels que l’Observatoire Rubin pensent qu’il pourrait effacer une grande partie des expositions », a déclaré Eggl. « Ils doivent déjà éviter d’observer Mars et Vénus pour la même raison, mais nous savons où se trouvent les planètes pour pouvoir les esquiver. Nous ne pouvons pas prédire avec précision où seront tous les satellites des années à l’avance. Il suffit d’accepter des pertes de données récurrentes dans des situations multiples. des observatoires d’un milliard de dollars ne sont pas non plus une option. »
Il a ajouté que même si les satellites n’endommageront pas nécessairement les capteurs CCD ou les dispositifs à couplage de charge du télescope, ils entraîneront néanmoins une perte de données due aux traînées. Des satellites extrêmement brillants pourraient gâcher tout le champ de vision, comme si vous essayiez d’observer les étoiles lorsque quelqu’un vous braque périodiquement une lampe de poche dans les yeux.
Eggl a déclaré que plusieurs solutions au problème étaient explorées en collaboration avec le Laboratoire des systèmes spatiaux avancés de l’Illinois et des opérateurs de satellites tels que SpaceX.
« Starlink cherche à rendre les surfaces de leurs satellites plus sombres, ce qui absorbe davantage et reflète moins la lumière solaire visible. Mais l’absorption génère de la chaleur. Les satellites doivent alors émettre de la lumière infrarouge, ce qui signifie que les observations dans les longueurs d’onde optiques ne posent pas un problème aussi important. « , mais les observations infrarouges pourraient le faire. Et la chaleur est l’un des plus gros problèmes d’ingénierie que nous rencontrons dans l’espace. Donc, peindre tout en noir a des répercussions », a-t-il déclaré.
Une autre idée de SpaceX est de rendre les panneaux solaires des satellites plus réfléchissants grâce à des miroirs diélectriques. Les miroirs permettent aux satellites de changer la direction de la réflexion afin qu’elle ne pointe pas directement vers la Terre.
« Si SpaceX peut faire pointer les panneaux solaires dans une direction différente pour éviter les reflets, ou utiliser ces astuces de miroir, ils pourraient résoudre bon nombre des problèmes que nous rencontrons avec l’éblouissement optique des satellites Starlink », a déclaré Eggl. « Avec d’autres fournisseurs, ce n’est pas aussi simple. AST possède des satellites gigantesques, avec des centaines de pieds carrés de réseaux électroniques phasés, dont ils ont besoin pour communiquer avec les téléphones portables au sol. S’ils réduisaient les satellites, davantage de leurs signaux radio fuiraient. à travers ce que l’on appelle les « lobes latéraux », affectant potentiellement les sites de radioastronomie.
Eggl a déclaré qu’AST préférait également garder le satellite pointé vers la surface de la Terre pour obtenir une efficacité maximale. Les solutions Starlink pourraient ne pas être facilement transposables aux satellites AST et de nouvelles stratégies d’atténuation sont nécessaires.
« Nous essayons de travailler avec l’industrie spatiale, lorsque cela est possible », a-t-il déclaré. « Nous voulons résoudre ce problème ensemble, c’est donc un effort de collaboration auquel tout le monde peut adhérer, car c’est le chemin le plus rapide pour faire avancer les choses. »
L’étude, « Observations optiques d’un satellite de constellation ultra-lumineux », a été écrit par Sangeetha Nandakumar, Siegfried Eggl, Jeremy Tregloan-Reed et al. Il est publié dans la revue Nature. DOI:10.1038/s41586-023-06672-7
doctorat l’étudiant Nandakumar a analysé les données de cette première étude internationale publiée par le centre. Nandakumar travaille avec Jeremy Tregloan-Reed à l’Université d’Atacama au Chili.
Plus d’information:
Sangeetha Nandakumar et al, La haute luminosité optique du satellite BlueWalker 3, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06672-7