Une nouvelle menace pour notre ciel nocturne

Adaptations
© P Jacquin - Ciel en Danger
© P Jacquin - Ciel en Danger

Depuis l’année dernière, nous assistons aux lancements successifs de grappes de satellites pour la mise en place du réseau Starlink construit par SpaceX, dirigé par Elon Musk. Nous constatons depuis quelques mois les conséquences pour notre ciel étoilé avec des passages impressionnants de guirlandes de satellites dans le ciel, générant des alertes et des interrogations répétées de nombreuses personnes auxquelles nous avons du mal à répondre. Tout d’abord, avec quelques chiffres, voici comment nous pouvons décrire la situation et les perspectives :

  • Notre vision à l’œil nu, depuis la campagne et dans les sites exempts de pollutions lumineuses1, nous permet de voir depuis les étoiles les plus brillantes (de magnitude 0), aux étoiles les plus faibles pour les yeux (de magnitude 6).
  • Un ciel étoilé sans Lune et sans nuages nous permet d’apprécier environ 2 500 étoiles sur tout un hémisphère céleste.
  • Le réseau Starlink vise à la mise en place d’un premier réseau structuré en 24 orbites de 66 satellites par orbite, soit un total de 1 584 satellites.
  • Dans une prochaine échéance, le déploiement montera à 72 orbites soit 4 752 satellites.
  • Les demandes de SpaceX pour les phases d’après sont de 12 000 satellites puis de 42 000 !
  • Les orbites de ces satellites sont réparties entre des altitudes de 350 km à 550 km au dessus du sol.
  • Un satellite Starlink pèse 227 kg et dispose d’un panneau solaire de 8 m2, il peut avoir une réflexion spéculaire (effet miroir avec le Soleil) donnant des éclats, similaires à Vénus, environ 100 fois supérieur aux étoiles les plus brillantes.
  • Leurs magnitudes vont depuis des éclairements 100 fois plus importants que les étoiles de magnitude 0 à des magnitudes de 3 à 4.
  • D’autres réseaux concurrents sont également en développement tel que Kuiper de Amazon de 3 236 satellites, Telesat avec 1 600 satellites et enfin 684 à 2 000 satellites pour le réseau OneWeb.

L’objectif de ces réseaux est de permettre la connexion de box internet à travers toute la planète. Une alternative spatiale serait de construire un réseau limité à 5 ou 6 satellites géostationnaires (à 36 000 km) pour couvrir toute la planète. Toutefois un tel réseau donnerait une latence ou une réactivité à un clic de souris de 0,2 seconde (imposé par la vitesse de la lumière) comparé à 0,02 seconde avec le réseau Starlink dans le meilleur des cas. Une telle réactivité est surtout imposée par les jeux en ligne et peut-être par les transactions financières. Est-ce bien raisonnable ?

Donc on comprend qu’à terme, notre ciel va être défiguré avec une démultiplication du nombre de satellites à basse altitude doublant ou décuplant leur nombre par rapport au nombre d’étoiles ! Nous verrons défiler dans le ciel un maillage de points lumineux pendant toute la période où le Soleil éclaire les satellites et où le sol est dans l’obscurité, soit une à deux heures chaque nuit après la fin du crépuscule le soir puis avant l’aube le matin, et pendant toute la nuit pour la période de juin et juillet pour la France. Pour donner un exemple concret, la Grande Ourse, ou plus exactement les 7 étoiles qui forment la « Casserole », occupe un domaine angulaire de 200°2 (200 degrés carré). Dans le scénario « 12 000 satellites », il sera traversé par environ 60 « étoiles parasites », et dans le scénario « 42 000 satellites » par 200 « étoiles parasites ». On mesure bien ainsi le problème et comment il deviendra très difficile de montrer les étoiles à nos enfants ou comment retrouver l’étoile polaire à partir de la Grande Ourse.

Au-delà de la perception oculaire détruisant la découverte du ciel et notre lien à ce patrimoine culturel, historique et astronomique, il y a des enjeux préoccupants dans plusieurs domaines de recherches. En particulier, plusieurs programmes de surveillance sont engagés depuis environ une dizaine d’années afin de détecter les objets du système solaire susceptibles de croiser l’orbite de la Terre et d’entrer en collision. Deux types d’objets sont surveillés : les astéroïdes géocroiseurs et les comètes. Même si ces menaces ont une faible probabilité, elles existent bel et bien comme en atteste la chute de l’objet observé à Tcheliabinsk le 15 février 2013. Cet objet faisait environ 15 m de diamètre et s’est désintégré à 30 km d’altitude en libérant une énergie de 440 kilotonnes de TNT (soit 30 fois la bombe d’Hiroshima). Aujourd’hui, les programmes de surveillance visent à détecter les objets de la classe de 150 m de diamètre qui sont ainsi susceptibles de libérer une énergie par conséquent 1 000 fois plus importante en atteignant le sol ! Ces programmes de surveillance doivent balayer tout le ciel nocturne et en particulier le ciel crépusculaire après le coucher du Soleil et avant son lever. En effet, la mécanique céleste donne une probabilité de 50 % pour ces objets d’arriver du côté du Soleil après l’avoir contourné. Aujourd’hui nous estimons que nous connaissons environ 20 % de ces objets. Les programmes de surveillance et de nouveaux instruments tels que le LSST devraient arriver à cerner en 10 à 20 ans environ 90 % de ces menaces. Mais cet objectif risque d’être compromis par le flux de fausses alarmes généré par le défilement de ces constellations de satellites.
Expliquer le ciel à l’œil nu depuis nos territoires va devenir de plus en plus difficile, nous allons perdre le lien que nous partagions depuis l’Antiquité entre toutes les civilisations. De plus, des programmes de recherche majeurs qui nous concernent tous, risquent d’être compromis. Pour toutes ces raisons, les communautés se mobilisent aujourd’hui afin de réagir au déploiement engagé de ces constellations de satellites.

Référence :

Fabrice Mottez, « Starlink, la fin de l’astronomie au sol ? », L’Astronomie n°136, mars 2020.

  1. voir p. 88 : « Nuisances lumineuses et législation », par Marie-Claude Paskoff