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Par Colombe Henrion le 10.04.2021 à 09h00 Lecture 4 min.
Le nombre d'objets spatiaux (satellites et débris) en orbite autour de la Terre devrait beaucoup augmenter au cours des prochaines années. Cela pourrait avoir comme conséquence une hausse rapide de la luminosité artificielle du ciel nocturne.
Image à longue exposition de la traînée d'un groupe de satellites Starlink de SpaceX passant au-dessus de l'Uruguay. MARIANA SUAREZ / AFP
Selon une étude publiée dans the Royal Astronomical Society, "le nuage d'objets artificiels en orbite autour de la Terre, composé de satellites opérationnels et hors-service, de parties de véhicules de lancement, de fragments et de petites particules, dont les tailles caractéristiques vont du micromètre à la dizaine de mètres, reflète et diffuse la lumière du soleil vers les observateurs au sol ". Satellites et débris spatiaux : l'effet Skyglow
En effet, les objets spatiaux augmenteraient la luminosité du ciel nocturne via le réfléchissement de la lumière du soleil. C'est ce que les chercheurs qualifient de Skyglow effect ("effet de lueur dans le ciel", en français). Observés via des détecteurs à haute sensibilité, les objets spatiaux seraient perçus comme des traînées individuelles, tandis qu'à l'œil nu, ils apparaîtraient plutôt comme une lumière diffuse. Dès le lancement de Spoutnik 1 en 1957, les satellites artificiels sont devenus une inquiétude pour les astronomes. Selon le chercheur, Miroslav Kocifaj, de l’Académie slovaque des sciences et de l’Université Comenius en Slovaquie et ses collègues, "cette source supplémentaire de pollution lumineuse [...] pourrait provoquer une augmentation d'environ 10 % par rapport à la luminosité du ciel nocturne déterminée par les sources naturelles de lumière. Il s'agit de la limite critique adoptée en 1979 par l'Union astronomique internationale pour le niveau de pollution lumineuse à ne pas dépasser sur les sites des observatoires astronomiques".
Quand la réfraction lumineuse des satellites gêne les astronomes
Miroslav Kocifaj et son équipe expliquent que les opérations spatiales et la radioastronomie optique - branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio – pourraient être gênées par les satellites artificiels et les débris spatiaux en orbite autour de la Terre. Plusieurs dizaines de milliers de débris spatiaux, ainsi que 3.372 satellites en orbite, avaient déjà été recensés le 1er janvier 2021. Au cours des prochaines années, plusieurs grandes constellations de satellites (satellites qui assurent une mission commune) devraient être mises en service. Cela pourrait générer des interférences radio et des pertes d'informations dans des images scientifiques, provoquées par l'interférence des traînées lumineuses engendrées par les satellites.
Les objets spatiaux à basse altitude, comme les satellites de télédétection, orbitent à quelques centaines de kilomètres (environ 775 km) du géoïde terrestre (niveau moyen des mers). Les orbites géosynchrones – qui tournent autour de la Terre avec le même sens de rotation que cette dernière - quant à eux, atteignent 35.786 km d'altitude. C'est le cas des satellites de télécommunications, par exemple. D'après Miroslav Kocifaj et ses collègues, "à ces altitudes, les objets spatiaux restent directement éclairés par la lumière du soleil. Par conséquent, ils apparaissent sur les images obtenues avec des télescopes terrestres sous la forme de traînées de longueurs et de luminosités apparentes variables selon les paramètres orbitaux des objets. Comme ces traînées sont souvent comparables ou plus brillantes que les objets d'intérêt astrophysique, leur présence tend à compromettre les données astronomiques et constitue une menace de perte irrémédiable d'informations".
Cependant, en calculant la position des objets spatiaux brillant dans le ciel nocturne, les astronomes ont la capacité de prendre en compte leur présence dans le champ de vision des télescopes. Néanmoins, les traînées lumineuses découlant de l'augmentation de ces objets spatiaux risquent toute même d'affecter leurs observations.
Les études réalisées dans le domaine de l'optique et du proche infrarouge ont montré que les expositions d'imagerie ultra-large réalisées avec de grands téléobjectifs de sondage seraient les plus touchées par les grandes constellations de satellites. De fait, en prenant en compte le plus grand nombre prévu de nouveaux satellites, jusqu'à 40 % des expositions scientifiques seraient affectées par les traînées.
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