Podcast : Le boom des satellites qui menace d'encombrer le ciel

Yoshi Sodeoka

Deep Tech est un nouveau podcast réservé aux abonnés qui donne vie aux personnes et aux idées de notre magazine imprimé. Les épisodes sont publiés toutes les deux semaines. Nous rendons les quatre premiers versements, construits autour de notre numéro 10 Breakthrough Technologies, disponibles gratuitement.

Toutes les deux semaines, plus ou moins, SpaceX met 60 autres satellites de communication Starlink en orbite terrestre basse. Son objectif initial est de lancer 12 000 de ces petits satellites produits en série... six fois le nombre de satellites en exploitation actuellement en orbite, et 42 000 autres pourraient suivre. D'autres entreprises telles qu'Amazon, Telesat et Planet planifient leurs propres méga-constellations de satellites. Le résultat pourrait être une multitude de nouveaux services spatiaux, de la connectivité Internet à la cartographie continue. Mais il y a aussi une attention croissante aux inconvénients potentiels, y compris un risque accru de collisions qui pourraient finir par joncher l'orbite terrestre basse de débris dangereux et la rendre inutilisable. Dans cet épisode de Deep Tech, nous entendons le fondateur de OneWeb Greg Wyler et l'écrivain scientifique et ancien astrophysicien Ramin Skibba parler des efforts pour atténuer les dangers.

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Méga-constellations satellitaires, extrait du numéro imprimé de mars-avril 2020, p. 22

Sky’s the limit , du numéro imprimé de mars-avril 2020, p. 30

Le nombre de satellites en orbite autour de la Terre pourrait quintupler au cours de la prochaine décennie , 26 juin 2019

Transcription de l'épisode

Wade Rush : Bien au-dessus de nos têtes, quelques milliers de satellites tournent autour de la planète… nous aidant à faire des choses comme communiquer, naviguer et prévoir la météo. Il a fallu des décennies pour mettre autant de satellites dans le ciel. Mais bientôt, ils seront rejoints par des dizaines de milliers d'autres. Cela pourrait transformer les orbites les plus proches de la Terre en quelque chose comme une autoroute aux heures de pointe.

Greg Wyler : Nous pensions tous que l'océan était grand, n'est-ce pas ? Vous venez de jeter vos bouteilles là-dedans, qui s'en soucie? Mais ce n'est pas grand. Et tous ces environnements jouent les uns sur les autres et s'influencent mutuellement. Et vous pensez à l'espace, c'est assez grand, mais les objets se déplacent à 17 000 milles à l'heure. C'est beaucoup de couverture chaque seconde.

Wade Rush : À cette vitesse, il n'y a rien de tel qu'un fender-bender. Une collision peut générer un volume catastrophique de débris spatiaux.

Ramin Skibba : Si tout le monde fait ce qu'il veut avec le ciel nocturne, alors à un moment donné, vous allez avoir des collisions de satellites qui rendront l'orbite terrestre basse pratiquement inutilisable. Cela pourrait prendre plusieurs milliards de dollars et plusieurs décennies, sérieusement, jusqu'à ce que l'orbite terrestre basse soit à nouveau utilisable.

Wade Rush : La nouvelle génération de satellites pourrait nous aider à atteindre toutes sortes d'objectifs, comme la connectivité Internet pour tous sur la planète. Le problème est qu'il n'y a pas d'agents de la circulation là-bas pour établir et faire respecter les règles de la route. Nous avons discuté avec les experts de la manière dont les entreprises spatiales gèrent le manque de réglementation et de ce qui pourrait arriver si la congestion en orbite terrestre basse devenait incontrôlable.

Je suis Wade Roush, et voici Deep Tech.

[Musique thème Deep Tech]

Wade Rush : il ne faudra pas longtemps avant que la Terre ne soit recouverte d'un nuage de nouveaux satellites. Bien que cela comporte de nouveaux risques, cela devrait également apporter d'énormes avantages, notamment la fourniture de nouveaux services comme une connectivité Internet sans fil plus large et une cartographie presque continue de la surface de la Terre. C'est pourquoi les rédacteurs en chef de MIT Technology Review ont décidé de mettre les méga-constellations de satellites sur la liste de cette année des 10 technologies révolutionnaires. Et pour écrire sur ce développement, le magazine s'est tourné vers un écrivain scientifique et ancien astrophysicien basé à San Diego, Ramin Skibba.

Wade Rush : Alors, Ramin, dis-nous ce qu'est une méga-constellation de satellites.

Ramin Skibba : À droite. Ainsi, une méga-constellation de satellites n'est pas comme une constellation d'étoiles comme Ursa Major ou autre. Mais c'est comme une constellation dans le sens où ils sont associés les uns aux autres. Ainsi, vous pourriez avoir seulement quelques satellites ou vous pourriez en avoir des dizaines, des centaines ou même des milliers, tous coordonnés les uns avec les autres.

Wade Rush : Combien y a-t-il de satellites conventionnels en orbite et combien d'autres sont à venir ? Combien de ces constellations existent encore ?

Ramin Skibba : Juste pour donner un chiffre approximatif, il y a quelques milliers de satellites dans le ciel. Mais nous ne parlons pas seulement de milliers, mais vraiment de dizaines de milliers de satellites supplémentaires à venir. Et donc il y a quelques acteurs majeurs impliqués, comme Space X, Planet Labs et One Web. Ce sont les trois plus gros. Et puis, bien sûr, la NASA et l'Agence spatiale européenne et d'autres agences spatiales travaillent également sur ces constellations de satellites.

Wade Rush : Selon Ramin, ce qui permet tout cela est une combinaison d'avancées techniques, telles que l'électronique plus petite, et une nouvelle génération de propulseurs ioniques qui utilisent de petites quantités de carburant.

Ramin Skibba : Vous pouvez donc faire dans un satellite de la taille d'une boîte à chaussures ce que vous auriez eu besoin d'un satellite de la taille d'une valise avant de le faire. Et c'est important parce que c'est moins cher à fabriquer et moins cher à lancer. Maintenant, vous pouvez installer, disons, des dizaines de ces satellites sur une seule fusée.

Wade Rush : L'une des promesses de ces nouvelles constellations de satellites est qu'elles contribueront à apporter l'accès à Internet aux 3,5 milliards de personnes qui ne l'ont toujours pas. Mais personne ne réglemente vraiment cette révolution. Et personne n'oblige les entreprises à trouver un moyen de s'assurer que leurs satellites n'entreront pas en collision en orbite. En plus de cela, des pays comme la Chine, la Russie, l'Inde et les États-Unis ont tous testé des missiles conçus pour faire exploser des satellites en miettes.

Ramin Skibba : Je veux dire, le film La gravité avec Sandra Bullock l'a vraiment ramené à la maison pour certaines personnes.

[Extrait audio de La gravité ]

George Clooney: Houston, mise à jour ?

Ed Harris : Eh bien, nous avons une réaction en chaîne totale. Il a été confirmé que c'est l'effet secondaire involontaire des Russes frappant l'un de leurs propres satellites.

Astronaute: Ils ont abattu leur propre satellite ?

George Clooney: Droit de disposition. Très probablement un espion qui a mal tourné. Maintenant, ce sont des éclats d'obus.

Ed Harris : La réaction en chaîne des débris est hors de contrôle et se développe rapidement. Plusieurs satellites sont en panne et ils continuent de tomber.

Wade Rush : Ramin dit que certains aspects du film étaient très réalistes. En 2007, la Chine a détruit l'un de ses propres satellites météorologiques lors d'un test de sa technologie de missile anti-satellite.

Ramin Skibba : Juste des milliers de morceaux de débris ont été créés par ce seul missile frappant un seul satellite. Il n'est pas si difficile d'imaginer un conflit dans l'espace qui crée cette fois non pas des milliers, mais même des millions de débris. C'est vraiment une situation où, à un moment donné, il pourrait y avoir trop de débris. Et donc en ce moment, il est essentiel que davantage de débris ne soient pas créés. Cela devrait être la préoccupation numéro un.

Wade Rush : Que peuvent faire les constructeurs de satellites pour minimiser à l'avance les chances que leurs satellites ne finissent pas en débris spatiaux ?

Ramin Skibba : Alors oui, il y a beaucoup de choses que les opérateurs de satellites peuvent faire. Je dirais que Planet Labs est l'un de ceux qui ont été très consciencieux à ce sujet. La plupart de leurs satellites sont en orbite terrestre basse. Et ils sont conçus pour que lorsqu'ils ne sont plus utiles, ils tombent vers la Terre puis se consument dans l'atmosphère.

Wade Rush : Ils sont donc si bas au départ qu'ils sont garantis de retomber dans l'atmosphère, juste à cause de la friction ou quelque chose comme ça ?

Ramin Skibba : C'est exact, ouais. La résistance de l'air ralentit donc ces satellites. Et puis ils commencent à tomber. Pour les satellites situés plus haut, la résistance de l'air est si proche de rien que cela ne fonctionnera pas. Et fondamentalement, ils ont deux options. L'un d'eux est que s'il y a un système de propulsion sur ce satellite, ils peuvent le déplacer vers une orbite plus basse et ensuite effectuer la même manœuvre. Ou s'ils sont si haut, ils peuvent pousser le satellite vers une orbite plus haute. C'est ce qu'on appelle une orbite cimetière. Et donc, quand vous êtes si loin de la terre, les chances d'une collision sont fondamentalement négligeables.

Wade Rush : Mais qu'en est-il lorsque des choses inattendues se produisent? Le mois dernier, SpaceX a lancé une mission visant à mettre en orbite 60 autres de ses petits satellites de communication Starlink.

Annonceur du lancement de SpaceX : Cinq. Quatre. Trois. Deux. Un. Zéro. Allumage. Décollage…

Wade Rush : Il s'agit d'un enregistrement de la diffusion Web de l'entreprise.

Annonceur du lancement de SpaceX : Et il y a cette vue en direct. Ainsi, vous pouvez voir sur votre écran que les satellites se séparent lentement du deuxième étage. Et au cours des prochaines semaines, ils prendront leurs distances les uns des autres et utiliseront éventuellement leurs propulseurs ioniques embarqués pour se diriger vers leur orbite finale.

Wade Rush : Il y a maintenant 360 de ces satellites en orbite, sur les 12 000 prévus. Mais le satellite Starlink le plus célèbre est probablement Starlink 44. L'année dernière, alors qu'il changeait d'orbite, un satellite météorologique de l'Agence spatiale européenne a dû tirer ses propulseurs pour s'écarter de son chemin. Peut-être qu'ils n'auraient jamais frappé. Mais peut-être qu'ils l'auraient fait, et alors que nous nous préparons à un monde avec des dizaines de milliers de satellites dans le ciel, il doit y avoir un plan pour prévenir les accidents.

Greg Wyler : C'est un domaine du droit très intéressant, et si vous aimez le droit de l'espace ou le droit international, ce sera un sujet important.

Wade Rush : Greg Wyler a fondé la société de télécommunications OneWeb. La société a en fait fait faillite le mois dernier, victime économique de la pandémie de coronavirus. Mais jusque-là, il avait prévu de lancer 2 000 de ses propres satellites, et l'automne dernier, lors de notre conférence EmTech, Wyler a parlé à notre rédacteur en chef Michael Reilly de ses expériences en essayant de construire une méga-constellation sûre même en l'absence de réglementation. Nous allons écouter pendant plusieurs minutes, car dans cette conversation, Wyler et Reilly ont abordé plusieurs questions qui montrent à quel point le droit de l'espace est délicat. Le premier : qui est responsable si un satellite en heurte un autre ?

Greg Wyler : Quel que soit l'État de lancement, il assume la responsabilité des dommages qu'il cause.

Michel Reilly : D'accord.

Greg Wyler : Ainsi, dans la plupart des pays, si vous vous lancez, vous êtes tenu de souscrire une assurance contre les dommages que vous pourriez causer. Donc, si un satellite frappe quelque chose d'autre, vous êtes responsable et l'État est responsable parce que généralement l'entreprise ne pourra pas payer les dommages, causer les dommages, l'ampleur des dommages peut être beaucoup plus grande que n'importe quelle entreprise.

Michel Reilly : Sûr.

Greg Wyler : Je veux dire, peut-être Amazon. Et peut-être même pas Amazon, si vous pensez aux dommages potentiels en cours de la destruction de la station spatiale ou quelque chose comme ça.

Wade Rush : Wyler a poursuivi en expliquant que parce que l'espace n'est essentiellement pas réglementé, OneWeb a conçu sa constellation de satellites pour qu'elle soit ce qu'il a appelé 'naturellement sûr'.

Greg Wyler : Comme littéralement, il n'y a personne au volant, n'est-ce pas? Il n'y a personne. La FCC a publié un NPRM - un avis de proposition de réglementation sur les débris spatiaux. Je n'ai rien fait à ce sujet. Le commerce dit 'Nous allons prendre le contrôle', mais ils n'ont pas l'autorité réglementaire pour prendre le contrôle. La FAA n'a rien dit. Ils ont dit que c'est au-dessus de cette ligne, ce n'est pas nous. Donc, ce que nous avons fait chez OneWeb était juste au début, j'ai constitué une équipe pour traiter les débris spatiaux et nous avons conçu notre constellation de manière à ce qu'elle soit naturellement sûre. Ce que je veux dire par naturellement sûr, c'est que lorsque les satellites sont en orbite, s'ils se cassent tous, ils ne se heurtent pas. C'est un élément très important. Maintenant, si vous concevez une constellation qui n'est pas naturellement sûre, cela signifie que vous avez besoin de manœuvres actives pour ne pas vous heurter.

Wade Rush : Même s'il n'y a pas de FAA pour l'espace, Wyler a déclaré à Reilly qu'il existe en fait de nombreux parallèles utiles avec le contrôle du trafic aérien dans le monde de l'aviation qui pouvait être appliquée à la gestion de l'évitement des collisions dans l'espace. C'est juste que... personne ne les applique.

Greg Wyler : Je suis un pilote, tellement habitué à voler et vous avez des niveaux que vous volez et au fil du temps, l'espacement, l'espacement vertical est devenu de plus en plus étroit. Vous essayez donc d'obtenir un meilleur espacement vertical, de plus en plus proche, mais vous devez savoir où vous vous trouvez. Vous devez avoir quelqu'un aux commandes. Maintenant, vous pourriez dire, je vais tout faire de manière automatisée et le faire dans un monde d'IA. Je ne suis pas prêt à faire ça dans un avion. Et je ne suis certainement pas prêt à le faire dans les satellites, car je pourrais peut-être utiliser l'IA pour comprendre mes propres trucs. Mais maintenant, j'ai toutes ces autres personnes et comment leurs systèmes d'IA fonctionnent avec mes systèmes d'IA, car il n'y a pas de règles définies. Et si nous tournions tous les deux à droite ou à gauche ou si l'un tournait à droite, l'un tournait à gauche ou l'un montait ou les deux descendaient. Il n'y a donc pas de moyen à court terme, sur cinq ans, d'automatiser l'évitement des collisions. D'accord? Vous pouvez automatiser les discussions sur les collisions, vous pouvez automatiser leur compréhension, mais mettez en lumière l'évitement des collisions - ce n'est même pas sur la table comme une possibilité sûre dans les cinq prochaines années.

Michel Reilly : Bon, alors qu'est-ce qu'on doit faire ? Je suis curieux de savoir qui devient agent de la circulation et à quoi ressemble l'agent de la circulation quand nous ne parlons pas seulement de l'espace aérien américain, par exemple, nous parlons de l'orbite terrestre basse.

Greg Wyler : Donc, ce que j'avais espéré se produirait, en espérant que les États-Unis adopteraient une position tournée vers l'avenir à ce sujet et que les sénateurs écrivaient à la FCC et disaient que vous devriez faire quelque chose. Et beaucoup de gens ont commencé à en parler. Les États-Unis devraient élaborer une règle, un ensemble de règles, et ils devraient ensuite dire au monde : 'Puisque nous avons beaucoup de satellites, nous allons imposer cela à nos systèmes de satellites et nous allons vous demander de adopter ces règles et créer un accord international à ce sujet.» Cela ne s'est pas produit. Et ils ont tout un ensemble de règles. Vous pouvez aller le chercher sur le site Web, mais ils n'ont pas agi en conséquence. Mais la FCC n'est pas en charge de l'espace. Ils sont en quelque sorte en charge de l'octroi de licences pour les droits de spectre d'utilisation de l'espace, ce qui est une sorte de porte... Mais vous pourriez lancer un satellite qui n'utilise pas le spectre FCC...

Wade Rush : Mais même si les sociétés de satellites et les gouvernements finissent par maîtriser tout cela, l'écrivain scientifique Ramin Skibba dit qu'il y a un autre problème avec les méga-constellations de satellites. Plus il y a de satellites en orbite terrestre basse, plus ils gênent les télescopes au sol qui regardent le ciel nocturne.

Ramin Skibba : De nombreux astronomes sont contrariés par les méga-constellations en raison de la façon dont elles affectent leurs observations. Je veux dire, ils sont assez brillants et ils sont assez grands pour pouvoir affecter un nombre décent d'images. C'est donc un véritable défi pour les astronomes. Et ce n'est pas seulement le défi technique. Je pense que c'est aussi le principe. Ils ne sont pas très heureux de la simple possibilité que des constellations de satellites perturbent leur science.

Wade Rush : Nous avons invité SpaceX à participer à ce podcast, et ils ont refusé. Mais la société a déclaré qu'elle ferait de grands efforts pour s'assurer que ses satellites ne deviennent pas des débris spatiaux. Les satellites Starlink peuvent manœuvrer à l'écart lorsqu'il y a un risque détectable de collision, et en fait, la société a déclaré qu'elle aurait déplacé Starlink 44 hors du chemin du satellite météorologique de l'ESA en septembre dernier, sauf qu'il y avait un bogue dans son système de radiomessagerie. qui a empêché les opérateurs de Starlink de voir les avertissements de l'ESA. En outre, la société affirme que les satellites Starlink vieillissants utiliseront leurs systèmes de propulsion embarqués pour se désorbiter avant de mourir, et que même si la propulsion échoue, les satellites sont sur une orbite si basse qu'ils retomberaient sur terre en un à cinq ans quand même. Et sur la question de savoir comment empêcher les satellites d'interférer avec l'astronomie au sol, voici ce que l'annonceur de SpaceX avait à dire lors de la diffusion Web de ce lancement Starlink du 18 mars que vous avez entendu plus tôt.

Annonceur du lancement de SpaceX : Une mise à jour rapide. Comme beaucoup d'entre vous le savent, nous avons effectué un certain nombre de tests pour réduire la réflectivité des satellites Starlink en route vers l'orbite. Le premier de ces tests consiste à utiliser de la peinture pour assombrir des parties du satellite. Les résultats préliminaires montrent une réduction notable. Mais nous avons quelques autres idées qui, selon nous, pourraient réduire encore plus la réflectivité, la plus prometteuse étant un pare-soleil qui fonctionnerait de la même manière qu'un parasol ou un pare-soleil, mais pour le satellite. L'option pare-soleil est prévue pour un futur lancement Starlink. Et tous ces efforts sont en cours, et nous continuerons à rendre compte des résultats au fur et à mesure que nous les recevrons.

Wade Rush : Donc, Ramin, il semble que le plus gros problème ici est que nous n'avons tout simplement pas un ensemble de règles pour régir la commercialisation ou le développement de l'espace. Pensez-vous que nous nous rapprochons d'une sorte d'accord international ou d'un mode de fonctionnement qui minimisera les méfaits et maximisera les avantages?

Ramin Skibba : C'est une bonne question. Je pense que tant au niveau national qu'au niveau international, les agences et les institutions doivent rattraper leur retard. Les développements se produisent donc beaucoup plus rapidement que les lois ne le font pour les réglementer. Il y a une poussée pour élaborer une législation à cet effet. Mais je pense qu'il faudra quelques années avant que quoi que ce soit ait une chance de passer. Et au niveau international, les Nations Unies ont un groupe qui travaille également sur ces questions. Mais dans une certaine mesure, mon impression, et cela pourrait être faux, mais mon impression est que les groupes internationaux suivent en quelque sorte l'exemple des États-Unis et que les États-Unis n'ont pas eu beaucoup de leadership à ce sujet. Il y aura des pressions sur les entreprises pour qu'elles accordent plus d'attention à ces questions. Mais cette pression peut provenir davantage de la pression publique que de la pression politique. Je pense donc que c'était plus, comme des reportages et des gens se plaignant que SpaceX gâche leur ciel nocturne qui a affecté SpaceX. Ce n'est pas comme si un membre du Congrès ou quelqu'un de l'administration Trump appelait Elon Musk et lui disait: 'Hé, vous devez travailler là-dessus.'

Wade Rush : Beaucoup d'écologistes parlent de la tragédie des biens communs, qui remonte à une idée du philosophe Garrett Harden dans les années 1960. Et je pense qu'il utilisait spécifiquement une métaphore sur le pâturage du bétail sur une parcelle de terrain commune. Et si tout le monde utilisait la portion de terre qui lui est allouée en mettant de plus en plus de bétail là-bas, il n'y aurait plus d'herbe. Et donc je me demande si vous pensez qu'il y a un danger que la même situation se produise dans l'espace. Aurons-nous une tragédie des biens communs où l'accès non réglementé finit par rendre l'orbite terrestre basse fondamentalement inutilisable pour tout le monde ?

Ramin Skibba : À droite. Je pense que la tragédie des biens communs est une bonne analogie pour cette situation. Vous savez, l'espace est limité. L'espace doit être pour tout le monde. Le ciel nocturne devrait être pour tout le monde. Mais, oui, si tout le monde fait ce qu'il veut avec le ciel nocturne, alors à un moment donné, vous allez avoir des collisions de satellites qui rendront l'orbite terrestre basse pratiquement inutilisable. Si vous vous retrouvez avec cet effet en cascade des collisions, cela pourrait prendre plusieurs milliards de dollars et plusieurs décennies, sérieusement, jusqu'à ce que l'orbite terrestre basse soit à nouveau utilisable. C'est une situation qu'il faut absolument éviter à tout prix. Et en ce moment, c'est un peu le Far West là-haut.

[Musique thème Deep Tech]

Wade Rush : C'est tout pour cette édition de Deep Tech. Il s'agit d'un podcast que nous réalisons exclusivement pour les abonnés de MIT Technology Review, pour aider à donner vie à certaines des personnes et des idées que vous trouverez dans les pages de notre site Web et de notre magazine imprimé. Mais les quatre premiers épisodes couvrent notre numéro annuel des 10 technologies révolutionnaires, et nous rendons ces épisodes gratuits pour tout le monde.

Deep Tech est écrit et produit par moi et édité par Michael Reilly et Jennifer Strong. Notre thème est par Titlecard Music and Sound à Boston. Un merci spécial cette semaine à Ramin Skibba, Margot Wohl et Greg Wyler. Je suis Wade Roush. Merci pour votre écoute, et nous espérons vous revoir ici pour notre prochain épisode fin avril.

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