Éclairer la Terre depuis l’espace : le projet audacieux de Reflect Orbital face à la pollution lumineuse et aux alertes scientifiques

Mi-juillet, la société Reflect Orbital a reçu le feu vert de la Federal Communications Commission (FCC) pour le lancement en orbite basse d'un premier satellite de démonstration (prototype) en 2026, le Eärendil-1. Selon Tristan Semmelhack, l'un des deux fondateurs de l'entreprise, il s'agit d'un moment clé qui permettra de "valider notre technologie et les garanties que nous avons développées, et de collecter des données réelles pour éclairer nos plans futurs".

Quant à l'objectif, il s'agit de "fournir de la lumière et de l’énergie pour aider à rendre l’infrastructure solaire existante plus utile au-delà des heures où la lumière directe du soleil est disponible", toujours selon ce cofondateur.

À terme, Reflect Orbital estime qu'un tel projet pourrait trouver des débouchés dans plusieurs secteurs : il pourrait alimenter des panneaux solaires en dehors des heures d'ensoleillement naturel, éclairer des zones sinistrées et des missions de sauvetage, prolonger les heures de travail et améliorer la sécurité sur certains sites. Et puis encore, dans le domaine militaire ou dans le domaine de l'agriculture en adaptant les cycles de croissance, en prolongeant les saisons, etc.

Comment ça fonctionne ?

L'idée d'éclairer des zones sur terre à partir de l'espace n'est pas neuve. Dès 1920 la théorie est décrite et dans les années 1990, le programme russe Znamya a réalisé des expériences de ce type.

Mais revenons à l'engin que développe la startup américaine. Il s'agit d'un satellite équipé de panneaux réflecteurs conçus pour capter la lumière du soleil et la renvoyer sur Terre. Cela pourra se faire à la demande vers une zone uniforme et précise d'au moins 5 km, selon le constructeur. L'intensité pourra être ajustée, indique toujours le site, et le système ne nécessite aucune infrastructure au sol.

L'entreprise ne donne pas énormément de détails techniques sur l'engin, mais on apprend dans une étude publiée par des chercheurs des universités de Princeton, de Comenius de Bratislava et l’Académie slovaque des sciences que le Eärendil-1 devra atteindre une altitude de plus ou moins 600 km. Quant aux panneaux réflecteurs, du premier engin, ils devraient mesurer 18 x 18 m. Dans la version définitive de l'appareil les panneaux devrait atteindre 54 x 54m. À titre de comparaison la Station spatiale internationale (ISS) mesure près de 110 mètres de long.

Les prévisions indiquent que l'entreprise prévoit de disposer de deux satellites en orbite en 2026, 37 en 2027 pour atteindre 50.000, voire plus en 2035.

Réactions et craintes

L'annonce du feu vert pour ce projet (en gestation depuis 2021) a suscité des réactions dans le monde scientifique. Dès le mois de juillet, une étude l'Observatoire européen austral (ESO) précisait que les satellites de la startup américaine seraient les plus brillants en orbite, "avec des conséquences néfastes pour le ciel sombre sur Terre". Et d'après l'astronome belge à l'ESO, Olivier Hainaut "la constellation complète remplirait le ciel nocturne de centaines de satellites très visibles".

Cette étude de l'ESO dépasse le cadre du seul projet de Reflect Orbital. Elle met en garde contre une accélération des lancements, notamment ceux de SpaceX. Selon leur calculs, plus de 1,7 million de satellites pourrait être lancé en orbite dans les années à venir. Un chiffre à mettre en correspondance avec le nombre actuel de ces engins qui atteint 14.000 aujourd'hui. Toujours pour l'ESO, tous ces projets combinés "illumineraient considérablement le ciel nocturne, entravant la capacité de l’humanité à observer des objets célestes peu lumineux, y compris des galaxies lointaines, certaines planètes semblables à la Terre autour d’autres étoiles, et même des astéroïdes potentiellement dangereux pour la Terre".

L'étude publiée par des chercheurs des universités de Princeton, de Comenius de Bratislava et l’Académie slovaque des sciences s'inquiète elle aussi de la pollution lumineuse inhérente à une constellation de tels engins au-dessus de nos têtes. Selon leurs calculs, "la pollution lumineuse causée par l'un de ces satellites est très significative, modifiant l'environnement nocturne jusqu'à des distances de ∼30 kms".

Observatoire du Mauna Kea. Grande Île d'Hawaï. Hilo. © Michaël Orso - Getty Images

On peut vraiment perdre l'accès au ciel depuis la terre

En Belgique, Yaël Nazé, astrophysicienne FNRS (Fonds de la Recherche Scientifique) à l'ULiège est, elle aussi, inquiète. Si le prototype est déjà fort brillant, le déploiement prévu dans les années à venir (plus de 50.000 engins) "est absolument terrible puisqu'on peut vraiment perdre l'accès au ciel depuis la terre". Autrement dit, de grandes initiatives astronomiques qui veulent observer des objets extrêmement peu lumineux, le début de l'univers, de petites planètes, etc. pourraient être compromis par le concept de Reflect Orbital.

Autre point critique pointé par Yaël Nazé, le débordement de la lumière au-delà de la zone qui doit éclairer. Elle rappelle que dans un premier temps, le prototype éclairera une zone avec une illumination comparable à la pleine lune sur un rayon de 2,5 km. En 2035, l'illumination devrait être comparable à la lumière en journée. Mais, explique-t-elle, ces engins vont illuminer au-delà de la zone prédéfinie. "Et tout le problème est là, c'est l'illumination qui se diffuse." Selon la société américaine, "la lumière ne se répandra pas hors de la zone de service définie".

Des risques pour l'astronomie, mais pas que...

Toute la vie sur terre a évolué avec un cycle jour-nuit, rappelle Yaël Nazé. En supprimant ce cycle "on arrive à un certain nombre de problèmes", dit- elle. Et de citer des problèmes de santé pour les êtres humains et pour les animaux. "On a donc des pertes de biodiversité, clairement."

"Si on veut réfléchir en termes économiques [...] posons-nous la question : est-ce qu'on perd des projets en astronomie qui ont coûté des millions à mettre en place pour observer le ciel et qui ne fonctionneront plus ?", s'interroge l'astrophysicienne. Elle ajoute "a-t-on réellement besoin d'étendre les heures de travail, les illuminations de panneaux solaires, etc. Est-ce que c'est de ça qu'on a vraiment besoin ?"