L’humanité dépend fortement de l’infrastructure orbitale — comme ces satellites GPS qui tournent à environ 12 550 miles (20 200 kilomètres) au‑dessus du niveau de la mer — bien davantage qu’à l’époque des missions Apollo. Nous découvrons seulement maintenant ce que peut faire le carburant d’un lanceur à étages suffisamment puissant pour une mission lunaire sur ces dispositifs qui assurent la communication à travers l’atmosphère supérieure de notre planète.
La réponse, manifestement, est que ces lancements d’engins spatiaux peuvent déchirer des trous sérieux dans notre ionosphère, abaissant la densité électronique sur des portions de cette couche atmosphérique énergétiquement chargée et perturbant les récepteurs GPS au sol situés en dessous (bien que brièvement). C’est ce qui ressort de chercheurs de l’Université nationale de Taïwan Cheng Kung, qui ont constaté que le lancement historique d’Artemis 2 de la NASA, l’an dernier avril, a généré trois séries de « perturbations ionosphériques itinérantes » suffisamment perturbatrices pour engendrer des erreurs GPS équivalentes à plusieurs mètres de décalage.
« C’est la première fois qu’une même mission spatiale produit trois occurrences de perturbations ionosphériques sur la même région lors de manœuvres orbitales successives », indique l’étude publiée récemment sous forme de préprint via ESS Open Archive en attendant l’évaluation par les pairs.
Et la création de ces lacunes temporaires dans la couverture électronique n’est pas une curiosité purement théorique, selon le co‑auteur de l’étude, Charles Lin, professeur de sciences de la Terre dans l’université où il se spécialise dans la météo spatiale et la modélisation de l’ionosphère. Pour quelqu’un, un jour, les conséquences pourraient devenir une question de vie ou de mort.
« Une erreur de positionnement de quelques mètres suffit à faire qu’une voiture autonome change de file », a déclaré Lin à Space.com. « Cela pourrait avoir un impact fort non seulement sur les voitures autonomes, mais aussi sur le positionnement des drones. »
Impact constaté
L’équipe de Lin, avec l’aide du Goddard Space Flight Center de la NASA, a rassemblé des données provenant de plus de 3 500 stations au sol à travers les États‑Unis qui reçoivent les signaux des satellites GPS, GLONASS (Global Navigation Satellite System) et Galileo. Ces récepteurs terrestres GPS ont jusqu’ici été utilisés par les sismologues pour surveiller des activités géologiques mineures en prévision des tremblements de terre, ainsi que les perturbations ionosphériques inhabituelles que peuvent engendrer les grands séismes eux‑mêmes.
La même méthodologie employée par Lin et son équipe a été appliquée pour mesurer comment les fusées Artemis 2 ont modifié les signaux entre ces satellites et les stations au sol, en reconstituant les perturbations des étages du lanceur à partir des retards de communication GPS.
Parmi les résultats les plus surprenants issus de ces données figurait l’impact du second étage, moins puissant, démarré à une altitude d’environ 115 miles (185 km) au‑dessus de la surface terrestre, qui, en poursuivant son envol vers l’ionosphère, a laissé derrière lui une traînée d’électrons perturbés s’étendant sur 3 107 miles (5 000 km) alors que le véhicule traversait le continent américain, créant une déchirure allant des Grandes Plaines jusqu’à l’océan Atlantique à peu près à la même vitesse que le vaisseau, soit environ 5,1 miles par seconde (8,2 km/s).
« Cela représente le premier rapport de perturbations aussi vastes et allongées générées lors d’un lancement spatial », déclarent Lin et ses coauteurs.
Impact passé
Techniquement, ce n’est pas la première découverte des effets d’un lancement sur l’ionosphère terrestre, bien qu’elle soit sans doute la plus spectaculaire à être officiellement documentée. En 2017, Lin et ses collègues avaient enregistré l’apparition d’un trou de 559 miles (900 km) tracé dans l’ionosphère lorsque SpaceX lança une fusée Falcon 9 en orbite depuis la Base aérienne de Vandenberg en Californie.
Et en septembre 2023, le coordinateur de l’initiative Dark Skies de l’Université du Texas à Austin, Stephen Hummel, a signalé une teinte rouge dans le ciel nocturne après que l’U.S. Space Force lança son satellite Victus Nox en orbite. Les observateurs de la météorologie spatiale ont décrit la lueur laissée par ce lancement secret comme un signe révélateur d’une perturbation ionosphérique.
L’équipe de Lin décrit ses conclusions concernant Artemis 2 comme une confirmation que les futures missions majeures vers la Lune et Mars deviendront une « source distincte et répétable de météo spatiale d’origine humaine, au‑delà des perturbations classiques bien établies liées à la phase de lancement ». Ces impacts, comme Lin l’a confié à Space.com, deviendront vraisemblablement « bien plus significatifs ».
