Des astronomes publient un rapport sur l'effet des « constellations de satellites » sur l'astronomie

Illustration de la Terre dans l

En mai 2019, SpaceX a lancé son premier lot de 60Les satellites de communication Starlink, conçu pour fournir un accès Internet mondial. À terme, SpaceX espère lancer quelque 12 000 de ces satellites, et peut-être plus. Cesconstellations de satellitesont surpris les astronomes et les profanes avec leur luminosité dans le ciel nocturne. Maintenant, les astronomes ont accumulé suffisamment d'observations pour évaluer l'impact probable des satellites Starlink sur l'astronomie. Un nouveau rapport d'experts représentant la communauté astronomique mondiale conclut que les effets sur la recherche astronomique et sur l'expérience humaine du ciel nocturne vont de « négligeables » à « extrêmes ». Image viaSAA/ NOIRLab/ NSF/ AURA/ P. Marenfeld.

Publié à l'origine par l'American Astronomical Society le 25 août 2020

Un rapport d'experts représentant la communauté astronomique mondiale conclut que de grandes constellations de satellites brillants en orbite terrestre basse modifieront fondamentalement l'astronomie optique et infrarouge au sol et pourraient avoir un impact sur l'apparence du ciel nocturne pour les astronomes du monde entier. Le rapport est le résultat du récent atelier virtuel SATCON1, qui a réuni plus de 250 scientifiques, ingénieurs, opérateurs de satellites et autres parties prenantes.

Lesrapportdes constellations satellites 1 (SATCON1) atelier, organisé conjointement par la NSFNOIRLabet l'American Astronomical Society (SAA), a été remis à la National Science Foundation (NSF). Tenu virtuellement du 29 juin au 2 juillet 2020, SATCON1 s'est concentré sur les aspects techniques de l'impact des grands projets existants et prévusconstellations de satellitessur l'astronomie optique et infrarouge. La NSF, qui a financé l'atelier, finance également la plupart des grands télescopes au sol largement disponibles pour les chercheurs aux États-Unis. Plus de 250 astronomes, ingénieurs, opérateurs de satellites commerciaux et autres parties prenantes ont participé à SATCON1. Leurs objectifs étaient de mieux quantifier les impacts scientifiques d'énormes ensembles de satellites en orbite basse (LEOsats) contaminant les observations astronomiques et d'explorer les moyens possibles de minimiser ces impacts.

Lire le rapport SATCON1

coprésident de la SATCON1Connie Walkerdu NOIRLab de NSF a expliqué :

Les développements technologiques récents pour la recherche astronomique – en particulier les caméras à large champ de vision sur les grands télescopes optiques infrarouges – se produisent en même temps que le déploiement rapide de plusieurs milliers de LEOsats par des entreprises qui déploient de nouvelles technologies de communication spatiales.



Le rapport conclut que les effets des grandes constellations de satellites sur la recherche astronomique et sur l'expérience humaine du ciel nocturne vont de « négligeables » à « extrêmes ». Ce nouveau danger n'était pas sur le radar des astronomes en 2010, lorsque New Worlds, New Horizons – le rapport des National AcademiesAstro2010étude décennale de l'astronomie et de l'astrophysique – a été publiée. La principale recommandation d'Astro2010 pour l'astronomie optique au sol, l'observatoire Vera C. Rubin, commencera bientôt à effectuer exactement le type d'observations auquel se réfère Walker. Lorsque SpaceX a lancé son premier lot de 60 satellites de communication Starlink en mai 2019 et que des gens du monde entier les ont vus dans le ciel, les astronomes ont réagi avec inquiétude. Non seulement les satellites Starlink étaient plus brillants que prévu, mais il pourrait y en avoir des dizaines de milliers d'autres comme eux. En traversant le champ de la caméra de Rubin, ils affecteront la vue du télescope de 8,4 mètres (27,6 pieds) sur les objets célestes faibles que les astronomes espèrent étudier avec lui.

coprésident de la SATCON1Jeff HalldeObservatoire Lowellest président duComité de l'AAS sur la pollution lumineuse, les interférences radio et les débris spatiaux. Hall a dit :

L'observatoire Rubin et les télescopes géants de 30 mètres mis en service au cours de la prochaine décennie amélioreront considérablement la compréhension du cosmos par l'humanité. Pour des raisons de dépenses, d'entretien et d'instrumentation, de telles installations ne peuvent pas être exploitées depuis l'espace. L'astronomie au sol est et restera vitale et pertinente.

Les constellations de LEOsats sont conçues en partie pour fournir des services de communication aux zones mal desservies et éloignées, un objectif que tout le monde peut soutenir. Conscients de cela, les astronomes ont engagé des opérateurs de satellites dans des discussions coopératives sur la façon d'atteindre cet objectif sans nuire indûment aux observations astronomiques au sol. L'atelier SATCON1 n'est que la dernière et la plus importante étape de ce dialogue en cours.

Le rapport présente deux conclusions principales. Le premier est que les LEOsats affectent de manière disproportionnée les programmes scientifiques qui nécessitent des observations crépusculaires, telles que la recherche d'astéroïdes et de comètes menaçant la Terre, d'objets du système solaire extérieur et de contreparties en lumière visible de sources d'ondes gravitationnelles éphémères. Au crépuscule, le soleil est sous l'horizon pour les observateurs au sol, mais pas pour les satellites à des centaines de kilomètres au-dessus de leur tête, qui sont toujours illuminés. Tant que les satellites restent en dessous de 600 kilomètres (pas tout à fait 400 miles), leur interférence avec les observations astronomiques est quelque peu limitée pendant les heures les plus sombres de la nuit. Mais les satellites à des altitudes plus élevées, comme la constellation prévue par OneWeb qui orbitera à 1 200 kilomètres (environ 750 miles), peuvent être visibles toute la nuit en été et une grande partie de la nuit les autres saisons. Ces constellations pourraient avoir de graves conséquences négatives pour de nombreux programmes de recherche dans les principaux observatoires optiques du monde. En fonction de leur altitude et de leur luminosité, les satellites des constellations pourraient également gâcher les nuits étoilées des astronomes amateurs, astrophotographes et autres passionnés de la nature.

La deuxième conclusion du rapport est qu'il existe au moins six façons d'atténuer les dommages causés à l'astronomie par les grandes constellations de satellites :

1. Lancez moins ou pas de LEOsats. Bien que peu pratique ou improbable, c'est la seule option identifiée qui peut atteindre un impact astronomique nul.

2. Déployez des satellites à des altitudes orbitales ne dépassant pas ~600 km.

3. Obscurcissez les satellites ou utilisez des pare-soleil pour ombrager leurs surfaces réfléchissantes.

4. Contrôlez l'orientation de chaque satellite dans l'espace pour refléter moins de lumière solaire vers la Terre.

5. Minimiser ou éventuellement être en mesure d'éliminer l'effet des traces de satellites lors du traitement des images astronomiques.

6. Rendre disponibles des informations orbitales plus précises pour les satellites afin que les observateurs puissent éviter de pointer des télescopes vers eux.

Les astronomes ont seulement maintenant, un peu plus d'un an après le premier lancement de SpaceX Starlink, accumulé suffisamment d'observations de satellites de constellation et exécuté des simulations informatiques de leur impact probable une fois pleinement déployés pour bien comprendre l'ampleur et la complexité du problème. Cette recherche a alimenté la discussion à SATCON1 et a conduit à dix recommandations pour les observatoires, les opérateurs de constellation et ces deux groupes en collaboration. Certains impliquent des actions qui peuvent être prises immédiatement, tandis que d'autres appellent à une étude plus approfondie pour développer des stratégies efficaces pour résoudre les problèmes anticipés à mesure que de nouveaux grands télescopes seront mis en service et que les constellations de satellites prolifèrent.

L'atelier SATCON1 a été une étape importante vers la gestion d'un avenir difficile. Directeur NOIRLabPatrick McCarthymentionné:

J'espère que la collégialité et l'esprit de partenariat entre les astronomes et les opérateurs commerciaux de satellites s'élargiront pour inclure davantage de membres des deux communautés et qu'ils continueront à s'avérer utiles et productifs. J'espère également que les conclusions et les recommandations du rapport SATCON1 serviront de lignes directrices aux observatoires et aux opérateurs de satellites alors que nous travaillons à une compréhension plus détaillée des impacts et des atténuations et que nous apprenons à partager le ciel, l'un des trésors inestimables de la nature.

Président de l'AASPaula Szkodade l'Université de Washington ont participé à l'atelier. Elle a dit:

Notre équipe de l'AAS était enthousiaste à l'idée de s'associer à NOIRLab et de réunir des représentants des communautés astronomiques et satellites pour un échange d'idées très fructueux. Même si nous sommes encore à un stade précoce de la compréhension et de la lutte contre les menaces posées à l'astronomie par les grandes constellations de satellites, nous avons bien progressé et avons de nombreuses raisons d'espérer une issue positive.

Le prochain atelier, SATCON2, qui abordera les questions importantes de politique et de réglementation, est provisoirement prévu du début au milieu de 2021.

Conclusion : un nouveau rapport d'experts conclut que de grandes constellations de satellites brillants en orbite terrestre basse modifieront fondamentalement l'astronomie au sol et auront un impact sur l'apparence du ciel nocturne pour les astronomes du monde entier.