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  • Judith Biernaux

Starlink : Elon Musk fait des ravages

Mis à jour : 2 sept 2019

Le 24 mai dernier, l’astronome néerlandais Marco Langbroek prenait cette photographie insolite d’un petit train de 60 satellites brillant dans le ciel de nuit. Cette photographie a suscité de nombreuses réactions, en particulier au sein de la communauté astronomique.


C’est la veille, le 23 mai, qu’une constellation de 60 satellites a été lancé depuis la Floride, à bord d’une fusée Falcon 9 par la société SpaceX. Ce lancement fait partie de la mission Starlink, dont l’ambition est de déployer un grand nombre de satellites en orbite basse pour fournir une connexion internet à haut débit quasiment continue partout sur Terre, non seulement pour nos smartphones mais aussi nos véhicules. Si cette perspective est plutôt posivite, la mission Starlink inquiète cependant une partie de la communauté scientifique pour plusieurs autres raisons que la pollution lumineuse.


Des photos du ciel défigurées


Si ce petit train de soixante satellites a suscité de nombreuses réactions, ce n’est pas seulement parce qu’il s’agit d’un exploit technologique futuriste. En réalité, la brillance de ces satellites inquiète les observateurs du ciel : ces derniers s’inquiètent de cette nouvelle source de pollution lumineuse, c’est-à-dire d’une lumière nocturne parasite susceptible d’empêcher des observations astronomiques. En effet, on comprend instinctivement qu’il est plus difficile d’observer un objet céleste de faible intensité, comme par exemple une étoile, dans un ciel obscur en pleine nature que sur un boulevard parsemé d’éclairage public. Soixante points brillants dans le ciel constituent donc une source de pollution lumineuse. Plus encore : certaines observations astronomiques requièrent la prise d’images avec de longs temps de pose, ce qui signifie que le capteur de l’appareil, un télescope par exemple, est exposé pendant de longues minutes, voir des dizaines de minutes. Si le train de soixante satellites passait dans le champ pendant ce laps de temps, l’image finirait striée de traits lumineux.


Une image d'un nuage de comète, sur laquelle un trait dû au passage d'un satellite est visible. Image : GIANLUCA MASI/The Virtual Telescope Project

Le projet Starlink a pour objectif une couverture réseau constante à tout endroit de la Terre. Pour ce faire, il faudra plus que ces soixante premiers satellites : à terme, SpaceX vise 12 000 satellites opérationnels. Ces derniers devront donc être produits en masse, leur design est donc le plus simple possible : ils sont plus ou moins rectangulaires, plats et pourvus chacun d’un grand panneau solaire qui reflète une partie de la lumière qu’ils reçoivent. Si ce petit train de satellites est si visible, c’est surtout parce que l’orientation de ces panneaux est particulièrement éblouissante juste après leur largage dans l’espace. Les soixante engins sont encore dans une phase d’ascension vers leur orbite définitive, à environ 550km au-dessus du sol terrestre, et leur orientation devrait changer. Ainsi, si au soir de leur décollage ces soixante satellites ont été particulièrement visibles, leur impact sur le ciel nocturne devrait diminuer. La brillance finale des satellites dépendra de leur orientation par rapport à la Terre et de leur altitude, elle est donc difficile à anticiper. Dans un article du National Geographic, l’astronome Jonathan McDowell du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics cite un rapport indiquant que les satellites Starlink auraient la plupart du temps une brillance comparable à Uranus ou Neptune, soit à peine visible à l’œil nu mais bien visible aux jumelles. Pas aveuglant, mais non-négligeable. Il n’est pas exclu qu’à d’autres moments, quelques satellites Starlink puissent adopter une orientation qui éblouisse l’observateur terrestre, voyant sa brillance augmenter pour atteindre celle de Vénus, nettement visible à l’œil nu. De manière générale, tous les télescopes optiques sur Terre doivent se préparer à devoir subir un signal parasite des satellites de SpaceX, notamment sous forme de ces fameux traits lumineux.


Plus de place dans l'espace


D’une part, elle représente un nombre colossal d’engins spatiaux. Les satellites photographiés par Langbroek sont des prototypes, et ne constituent qu’un maigre échantillon de ce à quoi la méga-constellation devrait ressembler. Les 12 000 futurs satellites devraient être répartis sur trois altitudes différentes : 1600 d’entre eux doivent habiter ces mêmes orbites à 550 kilomètres, environ 3000 sont prévus pour des orbites à un millier de kilomètres d’altitude et la plus grosse partie de la constellation, environ 7500 engins, seront logés sur des orbites à seulement 340 kilomètres d’altitude, parmi les plus basses des orbites basses, plus proche encore que l’ISS. Ces basses altitudes sont la clé pour que la connexion Internet fournie par les satellites soit la plus rapide possible.

Une illustration du problème d'encombrement spatial. Image: NASA/JSC

Ce grand nombre de satellites représente selon la plupart des astronomes, une menace « d’encombrement spatial ». Actuellement, l’ESA (European Space Agency) recense environ 5000 satellites en orbite autour de la Terre, donc environ 2000 encore en activité. En effet, les instruments spatiaux une fois arrivés en fin de mission s’éteignent pour la plupart sur leur orbite, et y passent encore un temps non négligeable avant de se désintégrer (parfois) au contact de l’atmosphère terrestre. Ils deviennent alors ce qu’on appelle des débris spatiaux, au même titre que n’importe quel autre objet, caisse à outil ou morceau de fusée, oublié sur une orbite autour de la Terre. De plus en plus de monde là-haut signifie un risque de collision de plus en plus accru. Une collision entre un débris spatial et un satellite actif pourrait endommager ce-dernier. C’est pourquoi les débris spatiaux sont traqués, suivis et localisés en permanence, notamment par les antennes radar du NORAD (North American Aerospace Defense Command). Malheureusement, certains débris peuvent littéralement passer « sous le radar ». Sur les orbites basses, entre 300 et 2000 km, les débris spatiaux ne peuvent être détectés que s’ils mesurent au moins une petite dizaine de centimètres. Sur les orbites plus lointaines, comme la très prisée orbite géostationnaire à 36 000 km d’altitude, ce sont les débris d’environ 30 cm à 1m qui se laissent repérer. L’ESA assure aujourd’hui le suivi d’un total de 23 000 objets.

Rajouter 12 000 satellites dans cette foule déjà dense inquiète certains observateurs. Pour naviguer dans ces endroits encombrés, il faut parfois manœuvrer un satellite sur son orbite pour éviter les débris. C’est également vrai pour la Station Spatiale Internationale. Il semblerait cependant qu’Elon Musk ait tout prévu : ses satellites Starlink sont équipés de systèmes qui leur permettent d’éviter tout seul les collisions avec les intrus sur leur passage. Malgré cette prévenance, alimenter notre espace en une seule mission avec 12 000 satellites, soit cinq à six fois plus que le nombre total de satellites actifs existant, peut paraître inconscient.


Trop de bruit dans l'espace


D’autre part, ces satellites émettront des signaux à des fréquences proches de celles utilisées par les radioastronomes. La radioastronomie consiste en quelques sortes à « écouter » le ciel : au lieu de l’observer à l’aide de la lumière visible ou infrarouge, on l’observe à l’aide d’ondes radios, qui sont physiquement semblables aux ondes visibles mais qui ont des fréquences plus basses. Les signaux Starlink constitueront donc pour les antennes radio-astronomiques un signal parasite quasi-continu. Cette discipline doit depuis longtemps composer avec le bain de signaux radios qui inonde notre planète, et Starlink est sur le point de compliquer grandement la tâche.


La faute à qui ?


La pollution lumineuse sous forme de traits, même si elle pourra peut-être être soustraite des images, représentera une perte en qualité d’observation dans le domaine optique pour la plupart les astronomes. La prestigieuse Royal Astronomical Society ou RAS, basée en Grande-Bretagne, publie ce 7 juin une déclaration en ligne affirmant que :


« une augmentation si importante du nombre de satellite représente un défi pour l’astronomie terrestre. Le réseau ainsi déployé complique l’obtention d’images du ciel sans les traits associés aux satellites et compromettent ainsi la recherche en astronomie. »

La RAS déplore également le fait que SpaceX semble avoir totalement ignoré la communauté scientifique, malgré l’ampleur de son projet. Elle écrit que « le ciel de nuit fait partie de l’héritage culturel de l’humanité, et la Société pense qu’il mérite une protection ». Elle encourage instamment SpaceX et les compagnies aux ambitions semblables à ouvrir le dialogue avec les scientifiques et à considérer l’impact de leurs constellations sur notre héritage commun.

Elon Musk pose devant une fusée Falcon Heavy, développée par sa société SpaceX. Image: New York Times.


Elon Musk, à son habitude, réagit notamment via son compte Twitter. Au lendemain du décollage, il publie un tweet affirmant que :

« il y a déjà 4900 satellites en orbite, que les gens remarquent 0% du temps. Starlink […] aura 0% d’impact sur les avancées en astronomie. Nous devons déplacer les télescopes vers l’espace, de toute façon.»

Cette affirmation a été cependant suivie de près par un tweet annonçant qu’«une notice a été envoyée à l’équipe Starlink la semaine dernière au sujet de la réduction de l’albédo », soit la réflectivité des satellites. La réaction initiale de SpaceX, via le compte Twitter de son CEO, a pu paraître désinvolte aux yeux de certains acteurs de l’astronomie, qui insistent sur le fait que ce genre de discussion doit se produire avant la mise en orbite.


Le marché privé de l'espace


Cette controverse met le doigt sur un problème bien contemporain de la conquête spatiale : les dérives de la privatisation. Depuis la fin de la navette spatiale, au début des années 2000, la NASA a ouvert la possibilité à des entreprises privées américaines de collaborer dans le design, la fabrication et l'opération de véhicules spatiaux. C'est dans cette ouverture que s'engouffrent des entreprises comme SpaceX, ou Blue Origin par exemple. Cette initiative a eu des effets positifs sur l'économie américaine, et sur le coût des vols spatiaux, puisque les prix sont devenus compétitifs. A priori, si envoyer un instrument dans l'espace coûte de moins en moins cher, ce nouveau marché spatial devrait même booster la recherche. C'est sans compter sur le revers de la médaille : plus d'engins spatiaux signifie plus de pollution spatiale, lumineuse, et radio, ce qui au contraire entrave les recherches scientifiques. De plus, les instruments astronomiques restent très sophistiqués et coûteux à produire, contrairement à des engins spatiaux qui serviraient plutôt à des fins commerciales, comme des satellites GPS, de surveillance, d'imagerie...


Dans les années soixante, un traité sur l'Antarctique a été signé par une douzaine de pays, qui depuis sont devenus une cinquantaine, afin de s'assurer que l'Antarctique ne soit pas employé à des fins non-pacifiques, mais qu'il ne soit le siège que de collaborations scientifiques. Il existe aussi un traité de l'espace, qui date de la même époque. Ratifié aujourd'hui par plus de cent pays, il a été rédigé par l’Organisation des Nations Unies. Il crée un cadre légal à la conquête spatiale, empêchant notamment toute dérive militaire qui consisterait revendiquer la Lune au nom d’un pays ou à placer en orbite des armes de destructions massives. Malheureusement, il ne contient pas à ce jour de mesures de protection de l’espace contre la surexploitation à des fins commerciales.


L'écologie spatiale


De nombreuses entreprises en plus de SpaceX envisagent des méga-constellations de satellites, avec par exemple Amazon ou OneWeb. Outre quelques autorisations essentiellement économiques ou militaires, il n’existe que très peu de régulation pour modérer les ambitions gargantuesques d’un seul homme. S’il est certes louable de vouloir fournir une connexion Internet de qualité au monde entier, une partie de la communauté scientifique déplore qu’une fraction si importante de l’espace puisse être appropriée si facilement à des fins commerciales.



Il s'agit de l'éternel conflit entre consommation et préservation de la nature, entre progrès et raison, entre technologie et héritage. Un équilibre est possible, la communauté scientifique fait entendre sa voix, et des solutions peuvent être dégagées. Par exemple, l'ESA s'engage à ce que les futurs lancements soient assortis d'une stratégie de rentrée atmosphérique en moins de 25 ans, pour dégager les orbites au lieu de les encombrer. Des missions de "ramassage de poubelles spatiales" sont aussi sur le feu. Il est important de pouvoir continuer le progrès technologique, mais pas sans considération pour l’impact de cette exploitation sur la recherche, ou sur la définition même de la nuit telle que nous la connaissons. La nuit obscure sera-t-elle bientôt un privilège, réservé à plus que quelques coins privilégiés sur Terre ?





Sources

Article RTBF

Article National Geographic

Stratégie ESA sur les débris spatiaux

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