Préoccupations croissantes pour la radio et l'astronomie spatiale : questions et réponses avec Harvey Liszt

Nous discutons avec le président de l'IUCAF de la façon dont le comité aborde les défis de l'attribution des fréquences radio liés à la commercialisation de la 5G, des radars de cartographie de la Terre et plus encore.

Préoccupations croissantes pour la radio et l'astronomie spatiale : questions et réponses avec Harvey Liszt

La Comité scientifique sur les attributions de fréquences pour la radioastronomie et les sciences spatiales (IUCAF), formé en 1960, travaille dans le domaine de la gestion du spectre pour le compte des sciences radio passives, telles que la radioastronomie, la télédétection, la recherche spatiale et la télédétection météorologique. La mission de l'IUCAF est d'étudier et de coordonner les exigences d'attribution de fréquences radio établies par les sciences susmentionnées et de faire connaître ces exigences aux organismes nationaux et internationaux responsables des attributions de fréquences.

L'IUCAF vise à garantir que les émissions perturbatrices d'autres services radio n'interfèrent pas avec les sciences ci-dessus. L'IUCAF est particulièrement préoccupée par les transmissions radio des aéronefs, des véhicules spatiaux et des services de télécommunications terrestres.

L'IUCAF a un statut officiel en tant qu'organisation sans droit de vote auprès de l'Union internationale des télécommunications (UIT), située à Genève, en Suisse ; c'est un membre sectoriel de l'UIT-R.

Ayant été formé par deux membres de l'ISC, le Union astronomique internationale (UAI) et les terres parsemées de Union internationale des radiosciences (URSI) avec le Comité de la recherche spatiale (COSPAR), l'IUCAF a récemment célébré ses 60th anniversaire.

Nous avons discuté avec le président du comité, Harvey Liszt, des réalisations, des objectifs et des préoccupations futures de l'IUCAF pour les sciences de la radio.

Comment fonctionne l'IUCAF ?

La plupart des activités de l'IUCAF, en tant que membre du secteur de l'UIT-R, consistent à s'exprimer depuis la salle de l'UIT-R lorsque des questions de réglementation du spectre sont débattues.

L'objectif principal de l'IUCAF est la radioastronomie, mais il a également un segment des sciences spatiales. Cependant, les scientifiques de l'espace ont des agences spatiales dédiées qui les représentent à l'UIT-R, alors que la radioastronomie, jusqu'à récemment, n'avait en grande partie que l'IUCAF.

L'IUCAF est également observateur dans d'autres organisations internationales, telles que la Groupe de coordination des fréquences spatiales (SFCG) qui est organisé par les opérateurs du Service d'exploration de la Terre par satellite à l'UIT-R, pour la détection de la Terre par satellite.

L'IUCAF agit essentiellement comme une organisation faîtière de haut niveau qui permet à la radioastronomie de s'exprimer dans les forums internationaux.

Comment vous êtes-vous impliqué avec l'IUCAF ?

Dans la vie ordinaire, je suis un astronome un peu âgé — je me concentre sur la radioastronomie, et je publie toujours et fais des recherches. Je suis employé au Observatoire national de radioastronomie à Charlottesville, Virginie. Il y a près de 20 ans, nous avons élargi notre engagement dans la gestion du spectre et créé un poste qui formalisait les choses que l'observatoire faisait depuis longtemps de manière plus informelle.

Le volume d'activité dans la gestion du spectre commençait à augmenter. Je me suis impliqué parce que j'avais été lourdement investi dans une affaire judiciaire de dix ans concernant le Télescope de la Banque Verte, dans laquelle j'étais le conseiller technique de notre avocat.

Beaucoup de choses ont changé dans la gestion du spectre depuis que j'ai commencé – les choses qui se sont produites une fois par décennie sont maintenant des occurrences régulières.

Quelles sont les principales réalisations de l'IUCAF ?

Je pense que les véritables réalisations matérielles de l'IUCAF ont été récemment plusieurs accords internationaux qui ont supprimé les interférences de divers segments du spectre radio. Par exemple, il y avait un accord signé comprenant Système mondial de navigation par satellite de la Russie (GLONASS), c'était très important car cela a finalement empêché GLONASS d'interférer avec une bande de radioastronomie très importante.

L'IUCAF est également sur le point de signer un autre accord avec l'ESA concernant l'exploitation de la bande 94 GHz Radar de profilage des nuages ​​(CPR) EarthCARE. En vertu de cet accord, le radar ne transmettra pas sur des sites de radioastronomie. Si tel était le cas, les récepteurs de radioastronomie et les radars pourraient potentiellement se pointer les uns sur les autres, et les radars en orbite sont suffisamment puissants pour brûler instantanément les récepteurs de radioastronomie.

Dans le passé, nous avons également créé des bandes de fréquences protégées dédiées à la science qui étaient initialement utilisées en radioastronomie, mais sont maintenant également utilisées en télédétection pour prendre des mesures du réchauffement climatique et du changement climatique. Cela comprend des mesures de l'humidité du sol, de la salinité des océans et de la vitesse du vent.

Quelles sont certaines des priorités de l'IUCAF dans les années à venir ?

Il se passe beaucoup de choses dans les spectres radio à usage commercial, en raison de la maturation de la technologie et de la disponibilité d'énormes sommes d'argent versées dans les communications radio. Par exemple, les États-Unis viennent de vendre aux enchères l'utilisation de 300 mégahertz, à 3.6 gigahertz. Cela représente en gros 10 % du spectre, et la vente aux enchères a rapporté 81 milliards de dollars.

Les systèmes qui arrivent maintenant en ligne dans les communications radio sont beaucoup plus sophistiqués, utilisent beaucoup plus de fréquence et de bande passante et consomment plus de spectre. Ceci est confronté à la radioastronomie car cette technologie peuple fortement le spectre radio.

Un exemple de cette nouvelle technologie est la 5G. Il utilise des fréquences sur tout le spectre radioélectrique à toutes sortes de fins et nécessite des niveaux élevés de connectivité et de haut débit avec des vitesses rapides.

Un autre problème croissant qui concerne la radioastronomie est la commercialisation de la cartographie de la Terre Radars à ouverture synthétique (SAR) qui passeront désormais d'une poignée à quelques centaines.

Il serait très rare que ces radars et radiotélescopes se pointent les uns sur les autres, mais s'ils le faisaient, les conséquences pour la radioastronomie seraient si désastreuses que nous devrons prendre des précautions. C'est pourquoi nous avons des accords pour l'utilisation de certains de ces radars afin de s'assurer qu'ils n'éliminent pas les radiotélescopes s'ils devaient se pointer les uns sur les autres.

En ce qui concerne les communications 5G, dans la stratosphère ou dans l'espace, vous devez regarder au-delà de la 5G pour voir les étoiles et l'Univers, il est donc beaucoup plus difficile d'éviter les interférences de celles-ci. Des zones de silence radio peuvent être utilisées pour que ces choses n'interfèrent pas avec les télescopes depuis le sol. Mais la 5G prévoit désormais des opérations sur des plates-formes stratosphériques situées à 20 kilomètres et à partir de satellites.

Par exemple, nouveau méga-constellations de SpaceX et OneWeb sont lancés pour effectuer des communications sans fil à large bande à des fréquences radio. Mais il s'est avéré que certains de ces satellites étaient extrêmement brillants et tout d'un coup ils ont traversé les cieux et détruire la photographie astronomique. Pour cette raison, les astronomes optiques - pour la première fois - ont dû s'attaquer aux mêmes problèmes de constellation de satellites que les radioastronomes ont été confrontés. À cet égard, les concepteurs des constellations n'avaient pas pensé à protéger le travail astronomique.

Par conséquent, l'IUCAF aide maintenant les astronomes optiques qui sont confrontés aux réflexions solaires brillantes des satellites, de la même manière que nous aidons les radioastronomes depuis longtemps.

Vous avez mentionné beaucoup d'activités qui se déroulent dans l'espace. Y a-t-il des solutions possibles qui sont discutées?

Sur le terrain, nous avons créé des zones de silence radio. Le premier d'entre eux, le Zone silencieuse de la radio nationale aux États-Unis, qui entoure l'observatoire de Green Bank, a été créé en 1957. Il a été formé avec l'observatoire lui-même.

Actuellement, il n'y a pas de protection contre les diffusions par satellite dans les zones de silence radio. La prochaine grande initiative pour la radioastronomie est d'obtenir une reconnaissance internationale des zones de silence radioélectrique afin de protéger les opérations qui s'y déroulent.

Dans l'espace, il existe des accords de coordination avec les radars et avec les satellites, mais ils sont un peu moins généraux. Ils ne concernent que des parties limitées du spectre. Lors de la création d'une zone de silence radio au sol, vous pouvez essayer de coordonner toutes les interférences terrestres à toutes les fréquences, mais dans l'espace, contrairement au sol, nous traitons chaque cas particulier d'interruption de fréquence au fur et à mesure qu'il se présente et utilisons les limites actuellement limitées. protections dont nous disposons.

Comment l'IUCAF travaille-t-elle pour amener le changement ?

À l'UIT-R, nous participons à tous les niveaux inférieurs au niveau le plus élevé pour influencer le contenu. Puisque l'IUCAF participe depuis si longtemps, je pense qu'il y a beaucoup de respect pour elle, et donc nos opinions sont prises très au sérieux.

En dehors de l'UIT-R, nous essayons de mettre en œuvre des protections supplémentaires via le Bureau des affaires spatiales des Nations Unies (UNOOSA) Sous-comité des utilisations pacifiques de l'espace extra-atmosphérique (COPUOS).

Nous influençons également le changement par le biais d'ateliers, et le dernier a eu lieu en octobre dernier. L'IUCAF y a participé avec de grands groupes d'astronomes. L'atelier était sur 'Ciel sombre et calme' - où nous avons examiné toutes les pressions exercées sur l'optique et la radioastronomie. Avec cela, nous avons trouvé un ensemble de recommandations qui ont été condensés en contributions pour le COPUOS, qui doit se réunir en avril pour examiner l'élargissement des protections limitées pour l'astronomie.

Ce sont le genre de choses qui concernent la radioastronomie en ce moment et ce ne sont que quelques exemples de la façon dont l'IUCAF aborde les questions d'attribution de fréquences.


Photo par Kévin Quezada on Unsplash

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