Noyade d’étoiles : l’impact sans précédent de BlueWalker 3 sur les observations du ciel nocturne

L’article New Nature contient les résultats d’une campagne d’observation internationale menée sur 130 jours.

Des scientifiques, dont des astronomes du Centre de l’Union astronomique internationale pour la protection du ciel sombre et calme contre les interférences des constellations de satellites (IAU CPS), ont publié un article dans Nature évaluer l’impact détaillé du satellite BlueWalker 3 sur l’astronomie. S’appuyant sur les premières observations réalisées peu après son lancement, ces nouveaux résultats complètent la compréhension initiale de ce satellite inhabituel et le document contient des détails sur la façon dont la luminosité du satellite change au fil du temps et sur la visibilité du matériel largué. Alors que les entreprises ont l’intention de déployer davantage de satellites commerciaux dans les années à venir, ce document souligne la nécessité d’évaluer l’impact avant le lancement.

« L’interférence des satellites dans l’astronomie est devenue un problème de plus en plus pressant ces dernières années », a commenté Sangeetha Nandakumar, première auteure de l’Institut d’astronomie et sciences planétaires de l’Université d’Atacama au Chili.

Observations et conclusions initiales

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 effectuées peu après le lancement ont montré que le satellite figurait parmi les objets les plus brillants du ciel. Cependant, pour mieux comprendre son impact sur l’astronomie, le CPS, co-organisé par la NSF Laboratoire NOIR et le SKAO, ont lancé une campagne d’observation internationale. Dans le cadre de cette initiative, des observations professionnelles et amateurs ont été apportées du monde entier à partir de sites situés au Chili, aux États-Unis, au Mexique, à Aotearoa en Nouvelle-Zélande, aux Pays-Bas et au Maroc.

Les données récemment publiées montrent une augmentation brutale de la luminosité de BlueWalker 3 sur une période de 130 jours, coïncidant avec le déploiement complet du réseau d’antennes et suivie de fluctuations au cours des semaines suivantes.⁽¹⁾ L’article révèle également une relation entre la luminosité variable et d’autres facteurs après le déploiement, tels que la hauteur du satellite au-dessus de l’horizon et l’angle entre l’observateur, le satellite et le Soleil. 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 de ces prévisions et observez comment elle diminue au fil du temps en raison de facteurs tels que la traînée atmosphérique.

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

Composants satellites et défis au sol

De plus, l’adaptateur du lanceur attaché à BlueWalker 3 a été observé en train de se découpler du satellite. Cette composante a atteint une magnitude de 5,5, dépassant les recommandations de luminosité maximale établies par l’Union astronomique internationale pour éviter les pires impacts des satellites sur l’astronomie optique. Il est également resté inaperçu dans les catalogues publics pendant quatre jours. Étant donné que des éléments matériels comme celui-ci dérivent souvent pendant de longues périodes, des données incomplètes sur leurs orbites présentent des défis supplémentaires pour les observatoires au sol qui tentent de les éviter.

« Ces résultats démontrent une tendance continue vers des satellites commerciaux plus grands et plus brillants, ce qui est particulièrement préoccupant compte tenu des projets d’en lancer de nombreux autres dans les années à venir », déclare Siegfried Eggl, co-auteur de l’étude, du CPS et du Département de génie aérospatial de l’Université. l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign (UIUC). « Même si ces satellites peuvent jouer un rôle dans l’amélioration des communications, il est impératif que leurs perturbations dans les observations scientifiques soient minimisées. Cela pourrait de préférence être réalisé par une coopération continue sur les efforts d’atténuation, ou, si cela échoue, par une exigence d’évaluations d’impact préalables au lancement dans le cadre des futurs processus d’autorisation de lancement.

Prise en compte des interférences radio

« Outre l’effet sur les observations visibles, BlueWalker 3 pourrait également interférer avec la radioastronomie, car il transmet à des fréquences radio proches de celles que les radiotélescopes observent », explique Federico Di Vruno, codirecteur du CPS de l’AIU. « La nouveauté de BlueWalker 3 est qu’il utilise des fréquences normalement utilisées par les émetteurs terrestres », ajoute-t-il. 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. Des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour développer des stratégies visant à protéger les télescopes existants et futurs des nombreux satellites dont le lancement est prévu au cours de la prochaine décennie.

Équilibrer le progrès et la préservation

« La communauté astronomique comprend la nécessité d’une plus grande connectivité et d’améliorations de l’accès à Internet, en particulier pour les communautés rurales et mal desservies. Cependant, ces progrès doivent être mis en balance avec l’impact négatif que les satellites brillants peuvent avoir sur le ciel nocturne. Il s’agit d’un problème mondial, puisque les satellites approuvés par n’importe quel pays sont visibles dans le ciel nocturne du monde entier, ce qui souligne l’importance de la coordination internationale », déclare Jeremy Tregloan-Reed, co-auteur de l’étude, de l’Instituto de Astronomía y Ciencias Planetarias, Universidad. de Atacama Chili, CLEOsat et le CPS.

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.

Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Massive Satellite surpasse toutes les étoiles sauf les plus brillantes.

Remarques

1. Les données montrent l’évolution de la luminosité au cours de 130 jours, d’une magnitude apparente de 6 (avant le déploiement) à une magnitude apparente de 0,4.