Trop de satellites en orbite!

Après la pollution lumineuse et l’accumulation de débris, la multiplication des satellites pose de sérieux problèmes.

30 Novembre 2020 à 9H37

Série L'actualité vue par nos experts
Des professeurs et chercheurs de l'UQAM se prononcent sur des enjeux de l'actualité québécoise, canadienne ou internationale.

Les 19 lignes blanches qui apparaissent sur cette photo prise par deux astronomes de l'Observatoire interaméricain du Cerro Tololo, au Chili, sont vraisemblablement des satellites du projet Starlink de l'entreprise SpaceX.Photo: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/DECam DELVE Survey 

«Il y a de plus en plus de traînées qui apparaissent dans le viseur des télescopes en raison de la multiplication des satellites», constate avec inquiétude le professeur du Département de didactique Pierre Chastenay en observant 19 lignes blanches sur une image prise l’an dernier par deux astronomes de l'Observatoire interaméricain du Cerro Tololo, au Chili. Ces derniers indiquent qu’il s'agit vraisemblablement des satellites du projet Starlink mis en orbite la semaine précédente par l'entreprise SpaceX.

Au cours des dernières années, trois projets majeurs d'accès à Internet par satellite ont été annoncés: Starlink (SpaceX), Kuiper (Amazon) et OneWeb (une entreprise britannique). Ces projets reposent sur le déploiement de constellations de plusieurs milliers de satellites de télécommunications positionnés sur une orbite terrestre basse – 42 000 satellites pour Starlink, 3266 pour Kuiper et 600 pour OneWeb.

Un satellite est comme un miroir qui flotte dans le ciel, rappelle Pierre Chastenay. «Selon l'orientation de ses panneaux solaires et de ses surfaces réfléchissantes, une partie de la lumière qu'il reçoit est dirigée vers la Terre et devient une source de pollution lumineuse.»

Puisque les satellites se déplacent en tournant sur eux-mêmes, leur luminosité varie constamment. «Il est pratiquement impossible de soustraire les traînées qu'ils laissent sur les images, note le professeur. Cela n’affecte pas l’observation d’objets relativement stables, que l’on peut reprendre à un autre moment, mais pour certains phénomènes variant rapidement dans le temps, l’observation est impossible. Des données cruciales pour la recherche vont nous échapper à cause de ces images inutilisables.»

«La multiplication des satellites va sursaturer les fréquences réservées aux communications et il y aura une pression énorme pour utiliser d'autres fréquences, actuellement réservées à la radioastronomie.»

Pierre Chastenay

Professeur au Département de didactique

Il n'y a pas que les observations au télescope qui soient affectées, poursuit le chercheur. «La multiplication des satellites va sursaturer les fréquences réservées aux communications et il y aura une pression énorme pour utiliser d'autres fréquences, actuellement réservées à la radioastronomie.»

Contrer la pollution lumineuse

Le ciel nocturne sera-t-il de plus en plus zébré de points de lumière qui se déplacent? L'Union astronomique internationale a fait des représentations auprès de SpaceX et d'Amazon pour faire connaître son mécontentement, souligne Pierre Chastenay. «Le patron de SpaceX, Elon Musk, a déclaré qu'il avait entendu les doléances des astronomes et que son objectif n'était pas de ruiner le ciel pour qui que ce soit. Son entreprise va mettre en place des mesures pour contrôler le problème de la pollution lumineuse.»

Il existe effectivement des manières d'atténuer la brillance des satellites. En contrôlant leur orientation dans l’espace pour faire en sorte qu’un côté réfléchissant moins la lumière se retrouve toujours face à la Terre, on réglerait une partie du problème. On pourrait aussi revoir le choix des matériaux. Par exemple, une surface d’un noir mat absorberait la lumière au lieu de la réfléchir. Mais ce n’est pas si simple. «Même dans le vide de l'espace, à -270 degrés Celsius, lorsque les rayons du soleil frapperont cette surface, sa température montera à plusieurs centaines de degrés, risquant de faire surchauffer les circuits, analyse le spécialiste. Il faut donc trouver le point d'équilibre entre une surface moins réfléchissante et un satellite qui grille.»

Les débris satellitaires

Si un satellite surchauffe et rend l’âme, cela soulève un autre problème qui ne touche pas que les astronomes, mais l'humanité entière: la pollution de l'espace. «Le syndrome de Kessler décrit la multiplication de débris spatiaux qui entrent en collision les uns avec les autres, créant de nouveaux débris de plus en plus petits, note Pierre Chastenay. Cela peut faire en sorte que certaines orbites ayant une valeur commerciale – surtout celles entre 500 et 2000 km d'altitude où l'on retrouve la Station Spatiale Internationale (SSI) et le télescope spatial Hubble – deviennent complètement inutilisables, car les nouveaux satellites qu'on y enverrait seraient trop à risque de collisions.»

«Un simple boulon de 1 centimètre de diamètre qui avance aux vitesses typiques de l'espace, soit 28 000 km/h, et même plus, peut passer à travers un satellite comme une boule dans un jeu de quilles.»

Une collision dans l'espace impliquant de petits débris, ça ne doit pas être trop grave, non? «Au contraire, répond l'astronome. Un simple boulon de 1 centimètre de diamètre qui avance aux vitesses typiques de l'espace, soit 28 000 km/h, et même plus, peut passer à travers un satellite comme une boule dans un jeu de quilles.»

Si nous ne mettons pas en place dès maintenant des moyens pour atténuer ce problème de débris, on ne pourra plus utiliser l'espace autour de la Terre pour y envoyer des satellites d'ici 50 à 100 ans, et encore moins des êtres humains à bord de stations spatiales. «C'est un problème pressant», insiste le professeur.

Le Commandement de la défense aérospatiale de l'Amérique du Nord (NORAD) et la NASA suivent à la trace certains des plus gros débris pour s'assurer qu'ils n'entrent pas en collision avec des satellites, le télescope Hubble ou la SSI. «On veille à déplacer les appareils pour qu'ils ne se retrouvent pas dans la trajectoire de ces débris», précise Pierre Chastenay.

Lorsqu'un satellite arrive à la fin de sa vie utile, on peut utiliser ses ressources en carburant pour le faire rentrer dans l'atmosphère (souvent au-dessus du Pacifique) ou encore on peut l'envoyer plus loin de la Terre, dans des orbites de déchets, aussi appelées orbites cimetières. «Pour régler le problème des plus gros satellites, qui ne fonctionnent plus mais qui sont toujours intacts en orbite, il faudra les rejoindre avec une fusée automatisée et utiliser un robot pour les faire rentrer dans l'atmosphère ou les envoyer vers les orbites cimetières. Plusieurs projets existent en ce sens, mais cela coûte cher et ne rapporte rien d'un point de vue commercial. Il faudra une opération internationale, car cela profitera à toutes les nations», conclut le professeur.

Un cours de didactique de l'astronomie

Avis aux astronomes en herbe: le cours de Didactique de l'astronomie sera donné à l'hiver 2021. Tous les étudiants de l'UQAM peuvent s'y inscrire. Il n'y a pas de cours préalables.

«C'est un cours orienté vers la pratique que les étudiants apprécient beaucoup, souligne Pierre Chastenay. On y organise habituellement une soirée d'observation avec télescopes sur le toit du pavillon PK. Malgré la pollution lumineuse de la ville, on peut y faire de belles observations: la lune, des planètes, certaines étoiles doubles.»

En raison de la pandémie, le cours sera donné en mode hybride.

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