Les constellations de satellites, comme le prototype BlueWalker 3, suscitent des inquiétudes parmi les astronomes en raison de perturbations potentielles dans les observations du ciel nocturne et la radioastronomie. Il est crucial de trouver un équilibre entre les besoins de communication mondiaux et la préservation de l’intégrité de la recherche astronomique. Crédit : AST SpaceMobile
Des satellites de communication massifs en orbite terrestre basse pourraient perturber l’astronomie
Les observations du prototype de satellite BlueWalker 3 montrent qu’il s’agit de l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne, surpassant toutes les étoiles, sauf les plus brillantes.
Les astronomes ont exprimé leurs inquiétudes quant au fait que, sans mesures d’atténuation, des groupes de grands satellites pourraient perturber notre capacité à observer les étoiles depuis la Terre et à effectuer de la radioastronomie.
Plusieurs sociétés envisagent de créer des « constellations » de satellites, c’est-à-dire des groupes de centaines de satellites susceptibles de fournir des services mobiles ou à large bande partout dans le monde.
Cependant, ces satellites doivent être sur une orbite « basse » et peuvent être relativement grands, de sorte que leur potentiel à perturber les observations du ciel nocturne est préoccupant.
Traînées dans le ciel nocturne laissées par BlueWalker 3 au-dessus de l’Observatorio Astronomico Nacional, San Pedro Martir, Mexique, observées le 12 novembre 2022. Les ruptures dans la traînée sont causées par des interruptions entre les expositions qui ont été empilées pour créer cette image. Crédit : I. Plauchu-Frayn
Impact de BlueWalker 3 sur l’astronomie
Aujourd’hui, une équipe internationale de scientifiques dirigée par des astronomes du Centre de l’AIU pour la protection du ciel sombre et calme contre les interférences des constellations de satellites (CPS, co-organisé par la NSF Laboratoire NOIR et le SKAO) et incluant collège impérial de Londres chercheurs, ont publié un article dans Nature évaluer l’impact détaillé du prototype de satellite BlueWalker 3 sur l’astronomie.
Le Dr Dave Clements, du Département de physique de l’Impérial, a déclaré : « Le ciel nocturne est un laboratoire unique qui permet aux scientifiques de mener des expériences qui ne peuvent pas être réalisées dans des laboratoires terrestres. Les observations astronomiques ont fourni un aperçu de la physique fondamentale et d’autres recherches aux limites de nos connaissances et ont changé la vision de l’humanité sur notre place dans le cosmos.
« Le ciel nocturne immaculé constitue également une partie importante du patrimoine culturel commun de l’humanité et doit être protégé pour la société dans son ensemble et pour les générations futures. »
Une image du satellite BlueWalker 3 de 8 mètres x 8 mètres vu du sol. Crédit : M. Tzukran
Données d’observation sur BlueWalker 3
BlueWalker 3 a été lancé en orbite terrestre basse le 10 septembre 2022 par AST SpaceMobile, en tant que prototype d’une constellation prévue de plus d’une centaine de satellites similaires destinés à être utilisés dans les communications mobiles. Les observations prises quelques semaines après le lancement ont montré que le satellite figurait parmi les objets les plus brillants du ciel.
Cependant, pour mieux comprendre ses effets sur l’astronomie, le CPS a lancé une campagne d’observation internationale. Dans le cadre de cette initiative, des observations professionnelles et amateurs ont été apportées du monde entier, depuis des sites au Chili, aux États-Unis, au Mexique, à Aotearoa en Nouvelle-Zélande, aux Pays-Bas et au Maroc.
Documentant la luminosité de BlueWalker 3 sur une période de 130 jours, les données récemment publiées montrent une augmentation brutale coïncidant avec le déploiement complet du réseau d’antennes, qui, avec ses 64 mètres carrés, est le plus grand système d’antennes commerciales jamais déployé en orbite terrestre basse.
Le satellite BlueWalker 3 a été capturé le 3 avril 2023. La luminosité optique du satellite de 8 mètres x 8 mètres — l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne ayant atteint une luminosité maximale de magnitude 0,4 — est exposée ici alors qu’il voyage à travers le ciel étoilé. toile de fond. À titre de comparaison, deux satellites plus faibles peuvent également être vus dans les images ; Starlink-4781 (devant BlueWalker) et Starlink-4016 (parallèle et légèrement derrière BlueWalker dans quelques images). Crédit : Université technique de Delft/M. Langbroek
Un sous-ensemble des observations a également été utilisé pour calculer la trajectoire du satellite au fil du temps. En comparant le chemin prévu avec les observations recueillies, les auteurs ont pu évaluer le précision des prévisions et comment cela peut changer en raison de facteurs tels que la traînée atmosphérique.
Connaître les positions des satellites est important, afin que les astronomes puissent essayer de les éviter ou au moins savoir où ils se trouveront dans les données. Cependant, il est difficile d’atténuer la luminosité au-delà du masquage de leur position et de la perte de données pour cette partie du ciel.
Problèmes d’interférence radio
Outre les observations visibles, BlueWalker 3 pourrait également interférer avec la radioastronomie, car il utilise des longueurs d’onde proches de celles utilisées par les radiotélescopes pour les observations. Bien que certains télescopes soient situés dans des zones de silence radio désignées, les restrictions en place pour préserver ces zones ne s’appliquent actuellement qu’aux émetteurs terrestres, ils ne sont donc pas nécessairement protégés des transmissions par satellite.
Le Dr Mike Peel, co-responsable du Sathub de l’AIU CPS et chercheur au Département de physique de l’Imperial, a déclaré : « BlueWalker 3 transmet activement à des fréquences radio proches des bandes réservées à la radioastronomie, et les protections existantes des observatoires contre les interférences radio peuvent ne sera pas suffisant. Des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour développer des stratégies visant à protéger les télescopes existants et à venir des nombreux satellites dont le lancement est prévu au cours de la prochaine décennie.
Regarder vers l’avant
Les partenaires de l’AIU et du CPS reconnaissent que les nouvelles constellations de satellites jouent un rôle important dans l’amélioration des communications mondiales. Cependant, leurs interférences avec les observations astronomiques pourraient sérieusement entraver les progrès dans notre compréhension du cosmos. Leur déploiement doit donc être mené en tenant dûment compte de leurs effets secondaires et en s’efforçant de minimiser leur impact sur l’astronomie.
Les observations de BlueWalker 3 se poursuivront et les astronomes prévoient d’observer son émission thermique plus tard cette année. Les astronomes continueront de discuter de ce sujet lors du prochain symposium de l’AIU : Astronomie et constellations de satellites : voies à suivre en octobre.
