Le nombre croissant de satellites en orbite autour de la Terre, en particulier les constellations massives comme Starlink de SpaceX, sont confrontés à une menace croissante : les tempêtes solaires. Même si les perturbations potentielles des réseaux de communication sont évidentes, une étude récente révèle une situation plus complexe : l’activité solaire affecte considérablement la position des satellites, augmentant potentiellement les risques de collision et ayant un impact sur la durée de vie globale des satellites.
Le nombre croissant de satellites et l’activité solaire
Starlink de SpaceX, une méga-constellation conçue pour fournir un accès mondial à Internet, comprend actuellement plus de 10 000 satellites déployés en orbite. Bien qu’environ 1 000 satellites rentrent régulièrement dans l’atmosphère, l’ampleur de la constellation signifie qu’elle couvre la quasi-totalité du globe. Cette présence généralisée rend Starlink – et d’autres grandes constellations – très sensibles aux effets des tempêtes solaires.
Une tempête solaire déclenche une tempête géomagnétique, où des fluctuations du champ magnétique terrestre sont créées en réponse aux particules chargées et aux champs magnétiques du soleil. L’étude, menée par Eunju Kang et ses collègues de l’Université de Californie à Irvine, a étudié l’impact d’une tempête solaire en mai 2024 en analysant les données de suivi par satellite accessibles au public.
Changements orbitaux inattendus
Les chercheurs ont découvert qu’au plus fort de la tempête, les satellites Starlink faisant face au soleil ont connu une baisse d’altitude notable – jusqu’à un demi-kilomètre. Cette réduction est causée par l’expansion de l’atmosphère due au rayonnement solaire, créant une traînée accrue sur les satellites. L’effet était limité à ces satellites ; ceux proches des pôles terrestres et au-dessus de l’anomalie de l’Atlantique Sud, où le champ magnétique est plus faible, ont également été considérablement touchés.
De plus, l’étude a révélé un effet en cascade inhabituel : Les satellites, qui s’appuient sur une communication laser en visibilité directe pour maintenir le réseau Starlink, compensent automatiquement les changements d’altitude des satellites voisins à l’aide de propulseurs embarqués. Cela crée un effet de vague lorsque les satellites s’ajustent pour maintenir la connexion, ce qui rend la prévision de leurs mouvements encore plus complexe.
Augmentation des risques de collision et des perturbations des communications
Ce comportement inattendu présente un défi de taille, car les trajectoires imprévisibles des satellites augmentent le risque de collision. Au-delà des risques de collision, la tempête solaire de mai 2024 a également provoqué des pannes de réseau pour les clients Starlink, les utilisateurs ayant connu une augmentation des « pertes de paquets » – les données n’atteignant pas leur destination prévue.
Un problème croissant
La situation devrait s’aggraver à mesure que le nombre de satellites en orbite continue d’augmenter. Le projet Kuiper d’Amazon et plusieurs efforts chinois développent également de grandes constellations. En 2022, une puissante tempête solaire a fait sortir de leur orbite une quarantaine de satellites Starlink récemment lancés, et les recherches en cours indiquent que l’augmentation de l’activité solaire accélère la disparition de certains satellites existants.
La menace imminente des événements solaires majeurs
La tempête de mai 2024 n’était que trois fois plus faible que l’événement de Carrington, la plus grande tempête solaire enregistrée en 1859. Les scientifiques préviennent qu’une tempête de cette ampleur – ou même plus grande – est susceptible de se reproduire. Il est difficile de prédire l’impact précis d’un tel événement, car la compréhension des « sous-tempêtes », de plus petites variations de l’atmosphère terrestre, reste limitée.
Actuellement, les modèles prédictifs de la traînée atmosphérique à court terme causée par l’activité solaire sont inadéquats, selon Scott Shambaugh de Leonid Space. Avec l’augmentation attendue du nombre de satellites, le besoin de meilleurs outils de prévision devient plus crucial que jamais.
Des constellations comme Starlink fournissent par inadvertance des données précieuses, agissant effectivement comme un vaste réseau de sondes de recherche, nous donnant une compréhension unique de la manière dont se produisent les variations locales de la traînée atmosphérique. — Sangeetha Abdu Jyothi, Université de Californie, Irvine
En conclusion, le recours croissant aux constellations de satellites pose de nouveaux défis concernant leur vulnérabilité à l’activité solaire. L’amélioration de nos capacités prédictives et l’élaboration de stratégies d’atténuation seront essentielles pour garantir la durabilité et la sécurité à long terme des infrastructures spatiales.
