Elon Musk est-il en train de menacer le ciel étoilé ?

Avec le projet de déployer 12 000 satellites Starlink en orbite basse, la société d’Elon Musk Space X présente une nouvelle menace pour les observations astronomiques.

Le 23 mai 2019, la société Space X du milliardaire Elon Musk a mis sur orbite les premiers satellites Starlink. Plusieurs vidéos montrant cette constellation mobile visible à l’œil nu ont fait le buzz sur les réseaux sociaux. On y voit des dizaines de points se suivre à la queue leu leu. En tout, 60 satellites ont été déployés lors de ce premier lancement. C’est presque autant que la constellation Iridium dont les satellites connus pour leurs flashes puissants sont en train d’être désorbités. Le problème posé par Starlink, c’est qu’Elon Musk compte à court terme en lancer 1600, et à moyen terme 12 000 ! Son but est de mettre en place un réseau internet à haut débit mondial. Cette couverture internet globale est la nouvelle poule aux œufs d’or sur laquelle lorgnent de nombreux investisseurs. Elon Musk estime pouvoir récolter 30 milliards de dollars par an avec ce système, là où ses activités spatiales actuelles lui rapportent « seulement » 3 milliards par an. Il n’en faut pas moins pour financer son très ambitieux projet de Starship. Selon Musk, ce vaisseau 100% réutilisable enverrait des hommes vers Mars en 2024 (cette promesse n’engage que ceux qui y croient).

Une nouvelle pollution pour les astronomes ?

Avec le déploiement de milliers de nouveaux satellites en orbite basse se pose la question de la pollution astronomique engendrée par ces objets. « Douze mille points lumineux d’une magnitude 6 environ, cela fait plus que le nombre d’étoiles visibles à l’œil nu », alerte Nicolas Biver, astronome à l’observatoire de Paris. Lors de leur passage, ces satellites ont une magnitude généralement située entre 4,5 et 6,5 — 6 est la limite de visibilité à l’œil nu et un objet de magnitude 4,5 est 4 fois plus brillant que la plus faible étoile visible à l’œil nu. Ponctuellement l’éclat peut augmenter davantage.

La vidéo ci-dessous montre leur passage au-dessus des Pays-Bas, moins de 24h après le lancement. 

On parle de microsatellites, mais ceux-ci sont tout de même dotés de panneaux solaires de 8 m ! Heureusement, pour un lieu donné à un instant donné, tous ne sont pas visibles simultanément en raison de leur faible altitude. « Un calcul rapide montre que si on considère la portion de ciel à plus de 10° de l’horizon, 204 seront présents à un instant donné. Ce chiffre grimpe à 477 si on considère toute la voûte céleste », détaille Nicolas Biver. De son côté, Elon Musk minimise le problème : « Il y a déjà 4900 satellites en orbite que les gens remarquent environ 0% du temps ». À croire que le patron de Space X passe peu de temps à regarder le ciel… Et surtout les 4900 satellites qu’il évoque ne sont pas tous en orbite basse.

« Les satellites Starlink ne seront vus par personne à moins de regarder très attentivement le ciel. Ils auront quasiment 0% d’impact sur les progrès de l’astronomie », martèle le milliardaire sur Twitter. Une conclusion un peu hâtive lorsque l’on pense aux instruments toujours plus sensibles et avec des champs de plus en plus larges. « Il risque d’y avoir beaucoup de fausses détections par les télescopes. Le problème va être les réflexions spéculaires brillantes (ou flashes). Elles sont plus compliquées à prévoir que les simples passages de satellite et peuvent poser problème. Ces objets sont loin de se comporter comme des planètes dont on connaît la fonction de phase ! Des télescopes comme le futur LSST (Large Synoptic Survey Telescope) vont devoir bien nettoyer leurs images, ou alors ils seront au chômage près d’une heure par nuit », souligne Nicolas Biver.

Visibles sur la moitié du ciel

Ces télescopes de survey effectuent de grands relevés à la recherche de nouveaux astéroïdes, d’étoiles variables, d’exoplanètes, etc. Avec son miroir de 8,4 m et sa caméra géante de 3,2 milliards de pixels, le LSST sera le plus gros d’entre eux. Sa mise en service est prévue en 2022 au Chili. Le LSST va scanner toute la voûte céleste toute chaque semaine. En raison de leur orbite basse, ces satellites ne seront pas visibles toute la nuit heureusement, car ils seront le plus souvent plongés dans l’ombre de la Terre. « Néanmoins à 550km d’altitude, un satellite est éclairé jusqu’au zénith, jusqu’à ce que le Soleil soit à plus de 23° sous l’horizon. Ils seront donc visibles sur plus de la moitié du ciel pendant 3 mois à la latitude de Paris du 6 mai au 6 août », estime Nicolas Biver.

Les satellites Starlink en train de déployer leurs panneaux solaires (vue d'artiste). © Space X

Musk répond aux polémiques

Face à cette polémique, Elon Musk a indiqué via Twitter avoir donné pour instruction à ses ingénieurs de diminuer l’albédo des prochains satellites de sa constellation.
On peut aussi se rassurer en se méfiant de ses déclarations souvent optimistes (euphémisme). Il ne déploiera peut-être jamais 12 000 satellites et se contentera de seulement quelques milliers d’engins. D’ailleurs, pour le moment, les autorités américaines lui ont donné une autorisation pour « seulement » 4000 satellites. Pour en lancer 12 000 par paquets de 60, il faut tout de même 200 lancements de fusées ! Cela paraît un peu fou.

Même si Elon Musk revoit ses ambitions à la baisse, un autre problème guette les astronomes : il n’est pas le seul à envisager le déploiement d’un grand nombre de satellites pour assurer des liaisons internet partout sur Terre. Il y a également Amazon (projet Kuiper), OneWeb, Leosat Enterprises, et Telesat. Parmi eux, le plus gros concurrent semble être OneWeb, avec le déploiement de 650 satellites à 1200 km d’altitude, prévu d’ici 2022 ; le premier lancement de 6 satellites a eu lieu en février 2019. En passant, ce projet montre qu’il y a des solutions alternatives au déploiement de plus de 10 000 satellites pour assurer ce type de service ! Néanmoins, OneWeb évoque déjà à long terme la possibilité d’accroître ses capacités à 1972 satellites.

Toujours plus vite

Il semblerait plus raisonnable de placer de gros satellites en orbite géostationnaire. L’argument opposé aux satellites géostationnaires, c’est qu’ils ont un temps de latence pouvant aller jusqu’à 600 ms, alors qu’en orbite basse il est possible de descendre à 25 ms. Notre société moderne est-elle à ce point pressée qu’il faille saturer et sacrifier l’orbite basse au profit de quelques centièmes de seconde gagnés dans les communications ?

Le projet Starlink menace de multiplier par 10 le nombre de satellites en orbite basse, et cette situation est vue d’un très mauvais œil par d’autres opérateurs en raison d’un accroissement des risques de collision. L’exemple de OneWeb montre en tout cas qu’un juste milieu est possible entre l’orbite géostationnaire et l’orbite basse.  

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