100 000 nouveaux satellites vont bientôt gâcher la voie lactée

Samedi 15 octobre, c’est la 14^e édition du Jour de la Nuit. Un événement national national de sensibilisation à la pollution lumineuse, à la protection de la biodiversité nocturne. À cette occasion, Reporterre publie plusieurs articles sur les changements et dangers qui guettent le ciel étoilé.

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Adieu Grande Ourse, Cassiopée, ou Orion. Bonjour Starlink, One web, Kuiper systems, et Guowang. Depuis 2019, et jusqu’en 2030, de nouvelles constellations devraient fleurir dans nos ciels nocturnes. Bien moins élégants que leurs aînés qui éblouissent les amateurs du ciel en leur rappelant l’immensité cosmique, ces nouveaux chapelets rectilignes ne sont autres que des satellites.

Si seuls la compagnie d’Elon Musk, SpaceX, et l’Européen OneWeb, ont déjà lancé en masse ses premiers engins (plus de 3 000 pour le premier), une quinzaine de projets (dont Kuiper systems d’Amazon et le Guowang chinois) devraient leur emboîter le pas. Des dizaines de milliers de satellites envahiront ainsi le ciel, au grand désarroi des astronomes qui pourraient voir jusqu’à 60 % de leurs clichés inexploitables.

En 2015, le milliardaire Elon Musk a annoncé préparer la mise en orbite d’une flotte substantielle de satellites pour développer l’Internet haut débit par satellites sur l’ensemble de la planète. La première phase devait permettre de propulser quelque 12 000 engins, pour atteindre 42 000 à terme. Trois ans après la mise en orbite des soixante premiers appareils en mai 2019, plus de 3 000 satellites « gros comme des machines à laver » (mais avec des panneaux solaires très réfléchissants beaucoup plus grands) ont d’ores et déjà été disposés en orbite basse (à moins de 500 km d’altitude pour les satellites Starlink, quand les satellites géostationnaires gravitent à 36 000 km de la surface terrestre).

Dans le ciel nocturne, un phénomène a très vite interpellé les amateurs d’astronomie : la présence de « trains de satellites ». Car dans un premier temps, les engins se suivent et forment une ligne de points lumineux très visible, avant de se disperser dans l’espace. Une séquence que les astronomes observent régulièrement car chaque semaine « 50 à 60 nouveaux engins sont envoyés dans le ciel ». « À ce rythme, Starlink aura disposé ses 10 000 satellites d’ici trois ans », estime Guillaume Cannat, auteur du Guide du ciel.

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Un nombre considérable, d’autant plus que l’idée a germé dans d’autres têtes. « Une quinzaine de projets sont en cours », ajoute l’expert. « Starlink de SpaceX a débuté », poursuit Fabrice Mottez, chercheur pour le CNRS à l’Observatoire de Paris. « Mais Amazon développe Kuiper systems, l’Europe One web, et la Chine Guowang ». Chacun ayant prévu d’établir en orbite basse respectivement 42 000, 3 000, 6 000 et presque 13 000 satellites.

Au final, les spécialistes prévoient que plus de 100 000 satellites devraient naviguer dans le ciel à l’horizon 2030 à moins de 1 500 km d’altitude. Sans compter que l’Inde, la Russie et d’autres pourraient suivre le mouvement. « Cent mille constituent la fourchette basse, prévient Guillaume Cannat. On pourrait monter à près d’un demi-million. »

Gagner moins d’un quart de seconde

L’intérêt des satellites en orbite basse est qu’ils améliorent considérablement la réactivité d’Internet : de 0,25-1 seconde d’un bout à l’autre de la planète sur les réseaux traditionnels, à 0,02 seconde pour les abonnés Starlink. 42 000 satellites pour un gain de 0,23 seconde donc. Résultat : il deviendrait possible de jouer en réseau d’un bout à l’autre de la planète, de piloter un véhicule sans chauffeur, de livrer un colis par drone ou de mener une opération militaire millimétrée dans une région reculée, le tout avec une réactivité maximale.

L’inconvénient : il nécessite un nombre de relais exorbitant. Quand trois satellites géostationnaires suffisent pour couvrir l’ensemble de la surface terrestre, le réseau d’Elon Musk nécessitera d’encercler le globe de milliers de relais de télécommunications. Auxquels s’ajouteront bien sûr ceux des réseaux concurrents.

« Les effets de la pollution spatiale seront de plus en plus impressionnants »

Notre ciel étoilé pourrait ainsi se transformer peu à peu en une véritable autoroute satellitaire. À l’instar du cliché nocturne d’une route dont les phares des voitures laissent des traînées lumineuses, les images astronomiques pourraient être dégradées et se retrouver rayées par le passage des satellites.

Avant 2019, environ 10 000 satellites (en activité ou abandonnés) étaient en orbite autour de la Terre. Avec 3 000 engins supplémentaires, Fabrice Mottez estime « que nous n’avons pas encore vraiment changé d’ordre de grandeur ». Mais les lancements se multiplient et « les effets de la pollution spatiale seront de plus en plus impressionnants », analyse Guillaume Cannat.

Des « phares qui éblouissent tout »

D’autant plus que certains satellites sont extrêmement brillants. Notamment les premiers modèles Starlink. Les astronomes classent les étoiles visibles de 1 à 6 : les premières étant les plus étincelantes. Les modèles initiaux conçus par SpaceX étaient classés de magnitude 2, « comme une cinquantaine d’étoiles que l’on observe depuis la Terre », explique Fabrice Mottez. « Pour les astronomes, des milliers d’étoiles de cette magnitude seraient comme autant de phares qui éblouissent tout. » Devant la levée de bouclier des scientifiques, le milliardaire et sa firme ont équipé leurs satellites de grands panneaux qui renvoient la lumière vers l’espace. « Comme la visière d’une casquette, illustre Fabrice Mottez. Aujourd’hui, les satellites sont de magnitude 7 et ne sont plus visibles à l’œil nu. »

Mais les deux spécialistes s’interrogent encore sur les évolutions technologiques. « SpaceX a la culture du secret. Il n’existe aucune photo des satellites, que des dessins. Il est donc difficile pour les astronomes d’évaluer la manière dont la lumière sera réfléchie », explique Fabrice Mottez. « Ou si les modèles évoluent. » Sans oublier que si Elon Musk a consenti à cette adaptation, « rien ne laisse présager que ses concurrents feront de même ».

« Je les vois régulièrement. C’est très spectaculaire. Lundi dernier, il y en avait partout dans le ciel », témoigne l’astrophotographe Olivier Sauzereau. « Ces satellites se voient quand ils reflètent la lumière du soleil. Mais ils disparaissent quand ils sont dans la nuit de la Terre. En hiver, on les voit donc moins souvent, à la différence de l’été », ajoute-t-il. Le photographe est spécialisé dans les prises de vue nocturnes des « paysages astronomiques ».

Des clichés du ciel vu de la Terre. Concrètement, on y voit la voûte céleste accompagnée d’un environnement terrestre. Pour mener à bien son travail, il lutte en permanence contre la pollution lumineuse des villes, des zones industrielles, des éclairages publics et privés… Et sans doute bientôt du ciel lui-même. Car pour l’instant, il a réussi à ne pas changer ses méthodes de travail : « Je passe entre les gouttes et retravaille numériquement si besoin. » Mais pour combien de temps ?

Jusqu’à 60 % de clichés inexploitables

Dans les laboratoires astronomiques, la crainte est également palpable. Certains travaux seront moins touchés que d’autres. « Pour les télescopes qui grossissent beaucoup, même avec 100 000 satellites, il y aura assez peu de passages, estime Fabrice Mottez. Environ 3 à 4 % des images pourraient être rejetées. En revanche, pour les télescopes à grand champ, qui permettent de chercher des objets inconnus (notamment les astéroïdes), jusqu’à 40 % des images seront inutilisables. » Ainsi, même si les collisions entre astéroïdes et la Terre restent rares (une par siècle environ), les détecter pourrait s’avérer plus délicat.

Guillaume Cannat estime que 60 % des clichés pourraient devenir inexploitables. Et même si certaines images pourront être retravaillées numériquement, « il y aura forcément de la perte d’information ». Les grandes stations astronomiques situées dans le désert d’Atacama au Chili, en raison de conditions exceptionnelles, pourraient voir leurs travaux compliqués par la pollution céleste.

« C’est le nouveau far west »

« Cela pose la question de l’utilisation de l’espace, observe Olivier Sauzereau. En quoi une entreprise privée ou un État s’arrogent-ils le droit de l’envahir ? » Pour l’heure, aucune législation mondiale ne régit l’occupation de l’espace. « Si l’on a suffisamment d’argent, on peut y aller. C’est le nouveau far west », dénonce Guillaume Cannat. En juin 2022, l’ONU a créé un centre pour la protection du ciel contre les constellations de satellites, une instance destinée à identifier les problèmes causés par ces meutes de machines et ayant formulé des recommandations en vue de les atténuer. Mais « cette instance ne dispose que d’un mandat consultatif et n’a aucun pouvoir décisionnaire », déplore le spécialiste.

Sans oublier que 100 000 nouveaux satellites constituent une source de débris importants. Chaque satellite dispose d’une durée de vie de 5 à 7 ans. Situés à moins de 500 km de la surface terrestre, les engins (pesant chacun plus de 200 kg) finiront donc leur course désintégrer dans l’atmosphère. Comment imaginer qu’injecter autant de matière dans l’atmosphère pourrait être sans effet ? Une pollution mal connue à laquelle s’ajoutent les gaz à effet de serre émis lors des lancements — actuellement hebdomadaires — des fusées pour la mise en orbite.

Ce nouvel espace nourrit ainsi les fantasmes de nombreux industriels, qui rivalisent d’idées plus saugrenues les unes que les autres pour promouvoir leurs produits. Utiliser le ciel comme toile pour y diffuser des bannières publicitaires, disposer d’une lune artificielle permanente pour éclairer les villes, lancer des étoiles filantes… Pour Guillaume Cannat, le plus plausible serait la mise en orbite d’une étoile dans le ciel. « On pourrait ainsi imaginer l’étoile Coca-Cola », emblème pour l’instant fictif d’une dystopie achevée.