Allons-nous perdre l’astronomie et l’astrophysique ?
Bilan de l'impact des activités spatiales sur l'astronomie et réflexion sur les stratégies de défense des astronomes.
Source : NASA Ames/A. S. Borlaff, P. M. Marcum, S. B. Howell
L’astronomie face aux mégaconstellations…
Depuis le début du déploiement des mégaconstellations Starlink et OneWeb en 2019, les astronomes tentent de protéger leur discipline. Ces satellites offrant un accès internet haut débit global créent des traînées lumineuses dans les observations optiques en réfléchissant la lumière du soleil, et perturbent aussi la radioastronomie via leurs communications et les fuites de leur électronique.
Les conséquences sont réelles : images contaminées, fausses alertes à des sursauts gamma ou à des astéroïdes géocroiseurs, phénomènes transitoires manqués, etc. Pour l’observatoire Vera Rubin, on prévoit 20-80% d’images touchées1, un cas extrême.
Malgré certains efforts de coopération, Starlink ne respecte pas les seuils de visibilité recommandés par l’International Astronomical Union (IAU)1,2,3. Et sa nouvelle version 3, conçue pour le direct-to-device, nécessite des satellites plus gros, placés sur des orbites plus basses, avec des antennes plus puissantes, créant des perturbations plus intenses et moins prédictibles2.
Surtout, ce n’est que le début. Starlink n’est pas complète, trois autres mégaconstellations sont en cours de déploiement (Amazon Leo, Guowang, Qianfan), et d’autres projets suivront, pour un total cumulé potentiellement de 560 000 satellites (contre ~2000 en orbite avant 2019)4. Aucune obligation ne force ces opérateurs à coopérer : les premiers Qianfan/Guowang présentent déjà des luminosités extrêmes2,5, tandis que ceux d’Amazon Leo ne font pas mieux que les premiers Starlink alors qu’ils sont situés à des altitudes plus problématiques6.
… aux débris spatiaux
À cela s’ajoute un problème structurel : 130 millions de petits débris issus de décennies d’activité spatiale réfléchissent eux aussi la lumière, augmentant déjà la luminosité diffuse du ciel d’environ 10%, soit précisément le seuil de pollution lumineuse fixé par l’IAU7. Une perturbation omniprésente. Résultat : temps d’exposition plus longs, coûts accrus, moins de science, et… une probabilité plus élevée de contamination par des satellites8.
… et aux lancements et rentrées atmosphériques ?
Ce n’est pas tout : il existe également d’autres perturbations qui ont notamment été rapportées par l’American Astronomical Society (AAS) dans un communiqué en 20249 : la poussière issue du retour de satellites et d’étages de fusées dans l’atmosphère qui augmenteraient son opacité, et les nuages à haute altitude et les trous ionosphériques causés par les lancements. Ces derniers se produisent lorsque les fusées allument leurs moteurs à 200 ou 300 km au-dessus de la surface de la Terre. Ils sont sans conséquences pour l’environnement, mais provoquent une recombinaison rapide de l’oxygène ionisé dans l’ionosphère, ce qui excite les molécules et les amène à émettre de l’énergie sous forme de lumière, créant des aurores lumineuses.
Des perturbations même en orbite
Pas de problème, disent certains : envoyons les télescopes en orbite10. Mais les radiotélescopes sont trop grands, et pour l’optique, un article publié dans Nature vient d’enterrer l’idée4. Selon le nombre de satellites déployés, 20-40% des images d’Hubble seraient contaminées d’au moins une traînée, et 80-97% pour les nouveaux télescopes spatiaux attendus entre 2025 et 2030, avec parfois près de 100 traînées/image.
Par exemple, l’image en couverture de cet article n’a pas été prise par un télescope existant : il s’agit de la simulation d’une image de la mission ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys) sur laquelle travaille actuellement l’agence spatiale européenne, et qui ne sera lancée qu’en 2030.
Sale temps pour la science
L’essor des méga-constellations répond à des logiques économiques et géopolitiques puissantes. À l’heure de la post-vérité, du déclin du discours rationnel, des attaques assumées contre la science et de la simplification extrême du langage public, et dans un monde où 1/3 de l’humanité, 60% des Européens et 80% des Américains ne voient déjà plus la Voie lactée10, serons-nous capables de préserver l’étude de l’Univers face aux promesses de connectivité globale et aux ambitions de domination d’États ou d’oligarques ?
Dans ce contexte, il n’est malheureusement pas absurde d’imaginer que la compréhension de l’univers soit reléguée au second plan, sacrifiée sur l’autel de la connectivité globale, de la compétitivité, de la marche inexorable d’une certaine idée du progrès.
Vers une lente et inexorable dégradation ?
Nous risquons d’assister à une dégradation lente, insidieuse, presque imperceptible année après année, mais cumulativement dévastatrice. Une première constellation « à impact atténué » en appelle une deuxième, puis une troisième, effaçant ainsi leurs effets d’atténuation respectifs du point de vue des astronomes. Puis apparaissent, comme proposé, de vastes infrastructures orbitales (stations solaires, data centers…), puis des publicités géantes. —> Voir par exemple les annonces récentes de Google, Nvidia, Musk et Bezos sur les data centers et l’IA, ou de Reflect orbital sur les miroirs spatiaux, ou d’autres acteurs institutionnels (notamment UK) sur les stations solaires orbitales ; pour les publicités, voir par exemple les projets d’Avant Space.
L’astronomie et l’astrophysique deviendraient alors progressivement plus complexes, plus coûteuses, étouffées par la planification des observations dans des fenêtres toujours plus étroites et par le post-traitement d’images toujours plus contaminées. Un affaiblissement non par des événements brutaux, mais par une addition de renoncements silencieux.
Que faire ? La question de l’engagement
Si je décris ici un tableau aussi sombre, c’est volontaire : comme souvent dit dans le contexte de crises environnementales ou sociales, il faut imaginer le pire pour mieux l’empêcher. Pour les astronomes, cette situation pose la question de l’engagement, marquée, comme dans toutes les luttes, par une tension fondamentale :
- La collaboration avec les organisations et les acteurs en place pour les transformer de l’intérieur.
- L’opposition frontale, pour ceux qui considère que ces structures sont la source du problème, et que collaborer revient à légitimer, voire consolider ce que l’on cherche à combattre.
Dans le cas des mégaconstellations, les astronomes ont d’abord dû comprendre l’ampleur du problème, en caractérisant la pollution lumineuse et quantifiant les impacts. Ainsi, une grande partie de l’effort a été (et est toujours !) dans le diagnostic. Puis, très naturellement, une stratégie de compromis s’est imposée : formuler des recommandations techniques, demander des modifications de design, négocier le partage de données d’éphémérides.
Mais ce compromis pose une question lourde : en travaillant à rendre ces constellations « moins nuisibles », ne légitime-t-on pas leur expansion ? Dans un compromis tiède, un ajustement à la marge, laissant passer un premier pied dans la porte qui conduirait à une dégradation progressive comme dans le scénario décrit précédemment. N’accepte-t-on pas ainsi un accaparement du ciel nocturne que l’on peut considérer comme fondamentalement anti-démocratique et ayant des conséquences inacceptables pour la science et la société ?
Forcés de collaborer ?
Il faut dire que les tentatives d’opposition frontales ont jusqu’ici échoué. L’International Dark-Sky Association et d’autres acteurs ont déposé des recours contre l’autorisation de Starlink Gen2 par la FCC (Federal Communications Commission), mais en juillet 2024, la Cour d’appel fédérale a finalement confirmé la décision de la FCC11.
Ainsi, face au fait accompli — SpaceX déployant déjà Starlink — et compte tenu du rapport de force qui n’est pas à l’avantage des astronomes, collaborer pour minimiser les dégâts, « sauver les meubles », était peut-être la solution pragmatique.
Petites victoires
Mais tout n’est pas perdu. C’est précisément pour éviter un engrenage irréversible que l’AAS plaide aujourd’hui pour une interdiction totale des publicités orbitales, avant même que le premier projet ne voie le jour12.
Comme pour le changement climatique où chaque dixième de degré, et chaque tonne de CO2 comptent, ici, chaque dixième de magnitude sur la brillance d’un satellite, chaque pourcentage de luminosité diffuse préservé, est une petite victoire. Enfin, il existe toujours une autre forme de résistance accessible en particulier aux astronomes et astrophysiciens. John Barentine le rappelle dans un article publié dans Nature Astronomy8, en citant l’écologiste sénégalais Baba Dioum :
We will conserve only what we value, value only what we know, and know only what we are taught.
Défendre le ciel nocturne, c’est le comprendre, le raconter, le montrer et l’enseigner. Partager la valeur inestimable d’un ciel étoilé libre de toute appropriation, c’est donner à chacun l’envie profonde de le protéger, quand beaucoup d’entre nous ne le voyons déjà plus.
Références
1. Boley, A. C., Green, R., Rawls, M. L. & Eggl, S. IAU CPS Satellite Optical Brightness Recommendation: Rationale. Res. Notes AAS 9, 60 (2025).
2. Mallama, A., Cole, R. E., Harrington, S. & Respler, J. Brightness Characterization for Starlink Direct-to-Cell Satellites. Preprint at https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.03092 (2024).
3. Mallama, A. et al. Assessment of Brightness Mitigation Practices for Starlink Satellites. Preprint at http://arxiv.org/abs/2309.14152 (2023).
4. Borlaff, A. S., Marcum, P. M. & Howell, S. B. Satellite megaconstellations will threaten space-based astronomy. Nature 648, 51–57 (2025).
5. Mallama, A., Cole, R. E., Dorreman, B., Harrington, S. & James, N. Brightness of the Qianfan Satellites. Preprint at http://arxiv.org/abs/2409.20432 (2024).
6. Mallama, A. et al. Brightness Characterization and Modeling for Amazon Leo Satellites. Preprint at https://doi.org/10.48550/arXiv.2601.07708 (2026).
7. Kocifaj, M., Kundracik, F., Barentine, J. C. & Bará, S. The proliferation of space objects is a rapidly increasing source of artificial night sky brightness. Mon. Not. R. Astron. Soc. Lett. 504, L40–L44 (2021).
8. Barentine, J. C. et al. Aggregate Effects of Proliferating LEO Objects and Implications for Astronomical Data Lost in the Noise. Preprint at https://doi.org/10.48550/arXiv.2302.00769 (2023).
9. AAS. AAS Statement on the Atmospheric Impacts of Spacecraft Reentries and Launches. https://aas.org/about/governance/society-resolutions/atmospheric-impacts-spacecraft (2024).
10. Elon Musk sur X : https://x.com/elonmusk/status/ 1132897322457636864 (2019).
11. International Dark-Sky Association, Inc. v. Federal Communications Commission, No. 22-1337 (D.C. Cir. 2024). Justia Law https://law.justia.com/cases/federal/appellate-courts/cadc/22-1337/22-1337-2024-07-12.html.
12. AAS Statement on Obtrusive Space Advertising | American Astronomical Society. https://aas.org/about/governance/society-resolutions/space-advertising.