Piero Benvenuti est passionné par l'astronomie pour l'humanité et fait partie d'un mouvement croissant qui organise des efforts internationaux pour assurer un dialogue autour de l'interférence croissante de la lumière artificielle la nuit et des objets en orbite terrestre basse sur la science astronomique.
Nous entendons beaucoup parler de nouvelles constellations composées de milliers de satellites en orbite terrestre basse lancés par des entreprises privées et des gouvernements qui sont essentiels pour les progrès des télécommunications ici sur Terre. Comment cela affecte-t-il la science astronomique?
Ces nouvelles constellations ont un impact sérieux sur l'apparence du ciel nocturne et sur les observations astronomiques. Le problème est principalement lié au grand nombre de satellites qui, dans quelques années, devrait atteindre 100.000 350. La visibilité et la luminosité d'un satellite pendant la nuit dépendent de l'altitude de son orbite (actuellement comprise entre ~1200 et ~7 km) et de sa réflectivité de surface et de son attitude par rapport à l'observateur. Une fraction des satellites sera visible à l'œil nu (ceux de magnitude < XNUMXth), mais tous sont potentiellement détectables par les détecteurs de télescopes très sensibles. Par conséquent, ils laissent des traces de leur transit sur les images astronomiques, diminuant considérablement l'exploitabilité scientifique des données collectées. Le post-traitement des images affectées ne s'avère pas être une solution : les traînées les plus lumineuses peuvent saturer les détecteurs, rendant des portions d'images inutilisables, tandis que la suppression des traînées les plus faibles laisse des effets résiduels qui affectent sérieusement d'importants programmes scientifiques, comme, par exemple, relevés statistiques automatiques des galaxies faibles.
Parlez-nous de Dark and Quiet Skies pour la science et la société. Comment la campagne a-t-elle commencé et qui est à l'origine de la campagne de sensibilisation à ce qui se passe sur l'orbite de la Terre et comment cela affecte la science et l'humanité ?
Les Union astronomique internationale (IAU), représentant plus de 12,000 90 astronomes professionnels d'environ 2017 pays, a pour mission de promouvoir et de sauvegarder la science de l'astronomie sous tous ses aspects. En XNUMX, l'AIU a approché le Comité des Nations Unies pour l'utilisation pacifique de l'espace extra-atmosphérique (COPUOS) proposant d'inclure la protection du ciel astronomique dans son mandat. Le COPUOS a convenu de co-organiser une Conférence intitulée « Ciel sombre et calme pour la science et la société» dans le but d'évaluer l'impact d'éventuelles interférences artificielles affectant la visibilité du ciel et la détection des signaux radio cosmiques.
À l'époque, l'interférence potentielle des grandes constellations de satellites n'était pas encore connue, mais, au moment où la première Conférence a été organisée en octobre 2020, elle était devenue le problème le plus grave et le plus proche de la mission principale du COPUOS. Les avantages pour la société qu'offrent les constellations de communication ne peuvent être contestés, mais leur impact sur l'apparence vierge du ciel nocturne et sur l'astronomie doit être considéré avec une grande attention car ils affectent à la fois le patrimoine culturel de l'humanité ainsi que les progrès de la science. .
Les résultats de la conférence (organisée en ligne en raison de la pandémie de Covid-19), comprenaient des recommandations spécifiques pour atténuer l'impact des interférences artificielles. Ils ont été présentés au Sous-Comité Scientifique et Technique du COPUOS (STSC) en avril 2021 et ont retenu l'attention de plusieurs Délégations. C'est pourquoi une deuxième conférence, également co-organisée par l'UNOOSA, l'AIU et le gouvernement espagnol, a eu lieu en octobre dernier, se concentrant sur la faisabilité de la mise en œuvre de mesures d'atténuation adéquates. Ceux-ci seront présentés à la prochaine réunion du STSC en février 2022.
L'exploration de notre système solaire comprend à la fois des installations astronomiques terrestres et spatiales. Vous parlez de trois catégories d'interférences artificielles qui ont un impact négatif sur les observations astronomiques. Pouvez-vous nous dire ce qu'ils sont et leurs impacts sur l'astronomie ?
Les trois catégories d'interférences artificielles qui impactent négativement les observations astronomiques sont :
- L'illumination urbaine ou ALAN (Artificial Light At Night) ;
- Les traînées optiques/infrarouges des satellites en orbite terrestre basse (LEO) ;
- La transmission radio par les émetteurs terrestres et spatiaux qui affecte la radioastronomie.
L'interférence par ALAN, qui affecte à la fois les astronomes amateurs et professionnels, est devenue un problème aigu avec l'avènement des LED (Light Emission Diodes), en particulier par ceux avec un niveau élevé de lumière bleue. L'Union astronomique internationale a établi un seuil maximal tolérable recommandé de pollution lumineuse pour les sites astronomiques de 10 % au-dessus des niveaux de fond naturels. La pollution lumineuse augmente dans le monde à un taux estimé de 2 à 6 % par an et réduit l'obscurité partout, y compris sur les sites d'observation où des sites de classe mondiale risquent d'atteindre le seuil de 10 % au cours de la prochaine décennie. En plus de l'impact sur l'astronomie, la lumière artificielle la nuit peut avoir des effets biologiques importants sur la flore et la faune, les vertébrés et les invertébrés, ce qui nécessite une étude plus approfondie par des experts appropriés.
L'impact des grandes constellations de satellites sur l'astronomie optique/infrarouge a déjà été évoqué : il affecte particulièrement les télescopes à large champ de vision ainsi que les recherches automatiques d'objets en mouvement rapide, comme le Réseau international d'alerte aux astéroïdes (IAWN), un programme lancé et soutenu par le Bureau des affaires spatiales des Nations Unies et visant à détecter les objets géocroiseurs (NEO) potentiellement dangereux.
La protection des observations radioastronomiques, aka gestion du spectre, relève de la responsabilité du Secteur des radiocommunications de l'Union internationale des télécommunications (UIT-R). Le Règlement des radiocommunications prévoit des attributions pour divers services, y compris la radioastronomie dans le cadre du service de radioastronomie (SRA). En effet, la radioastronomie a une longue histoire d'activité de négociation visant à protéger les bandes de fréquences d'intérêt astronomique contre les interférences nuisibles générées par les émissions radio artificielles dans la gamme de longueurs d'onde d'intérêt astronomique.
Cependant, la situation créée par les nouvelles grandes constellations de satellites de télécommunication fait peser sur la radioastronomie de nouvelles menaces qui méritent une étude plus approfondie. En particulier, les rapports Dark and Quiet Skies à protéger recommandent que les conceptions de satellites aient la capacité d'éviter l'éclairage direct des radiotélescopes et des zones de silence radio et que le bruit électromagnétique de fond cumulatif créé par les constellations soit maintenu en dessous de la limite convenue par l'UIT. .
Nous avons des organes intergouvernementaux, tels que UNOOSA - le Bureau des Nations Unies pour les affaires spatiales et son Traité sur les principes régissant les activités des États dans l'exploration et l'utilisation de l'espace extra-atmosphérique, ainsi que COPOUS - Le Comité sur les utilisations pacifiques de l'espace extra-atmosphérique . Les organismes intergouvernementaux et les entreprises privées collaborent-ils suffisamment étroitement pour garantir que l'exploration et l'utilisation de l'espace extra-atmosphérique sont menées au profit – et dans l'intérêt – de tous les pays et de l'humanité ? Ou le navire de l'entreprise privée a-t-il déjà navigué ? Sommes-nous trop tard pour empêcher les interférences des constellations en orbite terrestre basse ?
Les STSC, dans son dernier rapport, a encouragé l'UNOOSA à s'engager avec toutes les parties prenantes concernées, comme l'AIU et d'autres, sur la question du ciel sombre et calme, en ce qui concerne le mandat du Comité et de ses sous-comités. Il a également souligné que la deuxième Conférence sur un ciel sombre et silencieux pourrait apporter des contributions à une discussion ciblée sur les opportunités de coopération internationale. En effet, les entreprises privées qui lancent actuellement ou envisagent de lancer les constellations ont été invitées à participer à la conférence et ont contribué efficacement à la discussion sur les mesures d'atténuation qui pourraient être mises en œuvre. Certains d'entre eux ont déjà tenté de modifier la conception de leurs satellites afin d'abaisser leur luminosité apparente en orbite.
Davantage de travail doit être fait, mais il est clair que, parallèlement à la définition de lignes directrices convenues au niveau international, une étroite collaboration entre l'industrie et la communauté astronomique contribuera à atténuer les effets négatifs. Cette action est particulièrement importante pour les futures constellations prévisibles : le sous-groupe Industrie des conférences a conclu que les opérateurs de satellites étaient plus susceptibles d'adopter des pratiques volontaires ou des outils d'atténuation s'ils s'engageaient avec les astronomes au début de leur cycle de projet, avant que les conceptions des engins spatiaux ne soient finalisées et lorsque les modifications aux architectures, la conception ou les opérations des engins spatiaux pourraient être introduites à moindre coût ou impact sur le calendrier. Afin de promouvoir cette action, l'IAU a récemment annoncé la constitution d'un Centre de Coordination qui continuera à favoriser le dialogue avec toutes les parties prenantes et les astronomes.
L'Union internationale des télécommunications organise son forum annuel sur la gouvernance de l'Internet début décembre, au cours duquel les satellites en orbite terrestre basse ont été discutés au nom de l'accès à l'information et à l'accès à Internet. Comment l'UIT, le COPUOS, l'UNOOSA et la communauté scientifique internationale peuvent-ils travailler ensemble pour assurer le dialogue sur l'impact des constellations de satellites sur la science et la société ?
Comme déjà mentionné, les nouvelles grandes constellations de satellites de télécommunications créent des défis sans précédent tant pour la gestion du spectre, qui est sous la responsabilité de UIT-R, et à la gestion du trafic spatial, qui est sous la responsabilité du COPUOS. Comme discuté ci-dessus, la combinaison de ces deux aspects affecte négativement l'astronomie. Nous espérons donc que l'UIT et l'UNOOSA évalueront conjointement la nouvelle situation et confirmeront ou redéfiniront leurs responsabilités mutuelles de manière à ce que l'AIU sache à quelle organisation elle doit officiellement faire appel.
En savoir plus:
Regardez le webinaire, Aborder l'impact des constellations de satellites sur l'astronomie et la société : voies à suivre avec les Académies nationales des sciences et l'Union astronomique internationale
Image Jeff Bryant sur Flickr CC BY-NC 2.0