Zones du ciel les plus affectées par les constellations de satellites. Crédit :ESO
Les astronomes ont récemment soulevé des inquiétudes quant à l'impact des méga-constellations satellitaires sur la recherche scientifique. Pour mieux comprendre l'effet que ces constellations pourraient avoir sur les observations astronomiques, L'ESO a commandé une étude scientifique de leur impact, en se concentrant sur les observations avec les télescopes de l'ESO dans le visible et l'infrarouge mais aussi en considérant d'autres observatoires. L'étude, qui considère un total de 18 constellations de satellites représentatives en cours de développement par SpaceX, Amazone, OneWeb et autres, totalisant plus de 26 000 satellites, a maintenant été accepté pour publication dans Astronomie &Astrophysique .
L'étude révèle que les grands télescopes comme le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO et le prochain Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO seront "modérément affectés" par les constellations en cours de développement. L'effet est plus prononcé pour les poses longues (de l'ordre de 1000 s), dont jusqu'à 3% pourraient être ruinés au crépuscule, le temps entre l'aube et le lever du soleil et entre le coucher et le crépuscule. Des expositions plus courtes seraient moins impactées, avec moins de 0,5% des observations de ce type affectées. Les observations menées à d'autres moments de la nuit seraient également moins affectées, car les satellites seraient dans l'ombre de la Terre et donc non illuminés. Selon le cas scientifique, les impacts pourraient être atténués en modifiant les programmes d'exploitation des télescopes de l'ESO, bien que ces changements aient un coût. Du côté de l'industrie, une mesure efficace pour atténuer les impacts serait d'assombrir les satellites.
L'étude révèle également que le plus grand impact pourrait être sur les enquêtes à large champ, en particulier ceux réalisés avec de grands télescopes. Par exemple, jusqu'à 30 à 50 % des expositions avec l'observatoire Vera C. Rubin de la US National Science Foundation (pas une installation de l'ESO) seraient « gravement affectées, " selon la période de l'année, l'heure de la nuit, et les hypothèses simplificatrices de l'étude. Les techniques d'atténuation qui pourraient être appliquées aux télescopes de l'ESO ne fonctionneraient pas pour cet observatoire, bien que d'autres stratégies soient activement explorées. D'autres études sont nécessaires pour bien comprendre les implications scientifiques de cette perte de données d'observation et les complexités de leur analyse. Les télescopes à grand champ comme l'observatoire Rubin peuvent balayer rapidement de grandes parties du ciel, ce qui les rend cruciales pour repérer des phénomènes de courte durée comme les supernovae ou les astéroïdes potentiellement dangereux. En raison de leur capacité unique à générer de très grands ensembles de données et à trouver des cibles d'observation pour de nombreux autres observatoires, les communautés d'astronomie et les agences de financement en Europe et ailleurs ont classé les télescopes à grand champ comme une priorité absolue pour les développements futurs de l'astronomie.
Les astronomes professionnels et amateurs ont également exprimé des inquiétudes quant à l'impact des méga-constellations satellitaires sur les vues immaculées du ciel nocturne. L'étude montre qu'environ 1600 satellites des constellations seront au-dessus de l'horizon d'un observatoire aux latitudes moyennes, dont la plupart seront bas dans le ciel, à moins de 30 degrés de l'horizon. Au-dessus de cette partie du ciel où la plupart des observations astronomiques ont lieu, il y aura environ 250 satellites de constellation à un moment donné. Alors qu'ils sont tous illuminés par le Soleil au coucher et au lever du soleil, de plus en plus dans l'ombre de la Terre vers le milieu de la nuit. L'étude de l'ESO suppose une luminosité pour tous ces satellites. Avec cette hypothèse, jusqu'à environ 100 satellites pourraient être suffisamment brillants pour être visibles à l'œil nu au crépuscule, dont environ 10 seraient supérieurs à 30 degrés d'élévation. Tous ces chiffres chutent à mesure que la nuit s'assombrit et que les satellites tombent dans l'ombre de la Terre. Globalement, ces nouvelles constellations de satellites doubleraient environ le nombre de satellites visibles dans le ciel nocturne à l'œil nu au-dessus de 30 degrés.
Cette image annotée montre le ciel nocturne à l'observatoire de Paranal de l'ESO au crépuscule, environ 90 minutes avant le lever du soleil. Les lignes bleues marquent les degrés d'élévation au-dessus de l'horizon. Une nouvelle étude de l'ESO sur l'impact des constellations de satellites sur les observations astronomiques montre que jusqu'à 100 satellites environ pourraient être suffisamment brillants pour être visibles à l'œil nu pendant les heures de crépuscule (magnitude 5-6 ou plus). La grande majorité d'entre eux, leurs emplacements marqués de petits cercles verts dans l'image, serait bas dans le ciel, en dessous d'environ 30 degrés d'altitude, et/ou serait plutôt faible. Seuls quelques satellites, leurs emplacements marqués en rouge, serait au-dessus de 30 degrés de l'horizon - la partie du ciel où la plupart des observations astronomiques ont lieu - et serait relativement brillant (magnitude d'environ 3-4). En comparaison, Polaris, l'étoile polaire, a une magnitude de 2, qui est 2,5 fois plus lumineux qu'un objet de magnitude 3. Le nombre de satellites visibles chute vers le milieu de la nuit lorsque davantage de satellites tombent dans l'ombre de la Terre, représenté par la zone sombre à gauche de l'image. Les satellites dans l'ombre de la Terre sont invisibles. Crédit :ESO/Y. Beletsky/L. Calçada
Ces chiffres n'incluent pas les trains de satellites visibles immédiatement après le lancement. Bien que spectaculaire et lumineux, ils sont de courte durée et visibles seulement brièvement après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil, et, à un moment donné, uniquement à partir d'une zone très limitée de la Terre.
L'étude ESO utilise des simplifications et des hypothèses pour obtenir des estimations prudentes des effets, ce qui peut être plus petit en réalité que calculé dans le document. Une modélisation plus sophistiquée sera nécessaire pour quantifier plus précisément les impacts réels. Alors que l'accent est mis sur les télescopes de l'ESO, les résultats s'appliquent à des télescopes similaires non-ESO qui fonctionnent également dans le visible et l'infrarouge, avec des cas d'instrumentation et de science similaires.
Les constellations de satellites auront également un impact sur la radio, observatoires millimétriques et submillimétriques, y compris l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) et l'Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Cet impact sera pris en compte dans des études ultérieures.
ESO, avec d'autres observatoires, l'Union astronomique internationale (UAI), l'American Astronomical Society (AAS), la Royal Astronomical Society (RAS) du Royaume-Uni, et d'autres sociétés, prend des mesures pour sensibiliser à cette question dans des forums mondiaux tels que le Comité des Nations Unies sur les utilisations pacifiques de l'espace extra-atmosphérique (COPUOS) et le Comité européen sur les fréquences de radioastronomie (CRAF). Cela se fait tout en explorant avec les entreprises spatiales des solutions pratiques qui peuvent protéger les investissements à grande échelle réalisés dans des installations d'astronomie au sol de pointe. L'ESO soutient le développement de cadres réglementaires qui assureront à terme la coexistence harmonieuse d'avancées technologiques très prometteuses en orbite terrestre basse avec les conditions permettant à l'humanité de poursuivre son observation et sa compréhension de l'Univers.
