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  • Constellation pollution

    Constellation pollution

    Article based practically entirely on Tweets published on Twitter by Ronald Drimmel, astronomer from Montana, mapper of the Milky Way and advocate of DarkSky (pressure group fighting to defend the right to clear night skies.) This analysis has attracted the attention and congratulations of at least one astronomer Fred Jansen with whom I have worked on the XMM-Newton X-ray telescope mission.

    The issue in a few figures :

    There are already some 6000 constellation satellites in orbit, such as the Starklink one on left. The estimated number in a few yeras time will be 340,000 !! How cannot that become a threat ?

    It is a terrifying thread of facts giving some sense of why SpaceX’s expansion plans in low Earth orbit that add up to a giant ecological experiment. Dumping lots and lots of stuff in the upper atmosphere seems, to say the least, like a bad idea…

    The expected capacity of SpaceX’s Starship is about 150 tonne, so that means about 120 Generation-2 Starlinks per launch. That means to deploy 30,000 satelittes you need 250 Starship launches. But the expected on-orbit lifetime of the 2nd generation craft is the same as its predecessors, namely 5 to 7 years.

    That means you have to deploy the consellation in less than 5 to 7 years, or you will never reach 30,000 satellites before they start falling out of the sky. So to deploy 30,000 satelllites in 5 years you need 50 Starship launches each year. And Starlink is just one of the many proposed constellations..

    A recent estimate is that global launch rates will reach 1000 per year. And yes, this is expected to have a significant effect on the atmosphere. Atmospheric scientist Christopher Maloney believes so. In a new study, he and his colleagues modeled how black carbon belched out by rocket launches around the world is likely to gradually warm parts of the middle atmosphere and deplete the ozone layer.

    But the problem is not just rocket exhausts: What goes up must come down. Let us generously assume that « only » the 20,000 Generation 2 Starlink satellites below 400 km orbits have a 5-7year lifetime. Once deployed you need at least 30 Starship launches per year to maintain the constellation. And 4000 1.25 tonne satellites falling to Earth per year. That is 5,000 tonnes of aluminum and rare earth minerals deposited in the upper atmosphere yearly. And that calculation is, again, for just one constellation.

    Scaling this up to 100,000 satellitess (the estimated total number of constellation satellites), that means *at least* 25,000 tonnes per year of aluminum and other metals deposited in the upper atmosphere. With what consequences ? We have absolutely no idea !! So let’s see what happens if…

    The research, led by Michael Byers, a political scientist at the University of British Columbia in Canada, measures the risk that a piece of space debris will fall to Earth in a populated area over the next given decade. His team calculated chances as high as one in 10 that a chunk of spacecraft big enough to injure someone or cause property damage will survive the trip through Earth’s atmosphere in the next 10 years. It’s only a matter of time before someone is killed by falling space junk.

    And I have not even touched on the potential impact on the space environment. Managing such a large constellation needs constant avoidance manuevers, but if an unexpected solar storm even temporarily knocks out a fraction of the satellites, the situation will degenerate very quickly.

    Final aspect that of light pollution of our heavens: the Generation-2 Starlink satellitess are larger than their predecessors. Just considering the satellite platform, they are about 6 tims larger. But most of them will be on smaller orbits, of between 340 and 400km. So their apparent size, which determines their brightness, is about 9 to 10 times larger.

    That is, to be no brighter than Generation-1, the Generation-2 craft will need to be at least ten times darker. Fortunately, Starlink has been working on this, but will it be enough? One can doubt it because Elon Musk does not have kept his word to reduce satellite refelctivity. Even with the darkest skies possible, this light pollution from above is becoming inescapable. The truth is we are already transforming the night sky for all of humanity.

    The unavoidable conclusion is that we are recklessly « developing » a common resource, with little or no regulation, for the benefit of a few, but at a cost that will impact everyone. This could be an ecological and cultural disaster

    Yet another lunch…

    Second stage tank of Falcon 9, fell into a farm in Central Washinton on April 2, 2021

    Constellation satellites seen in just 45 minutes. Video by Kevin Palmer.

    A camera used to detector meteorites (vertical lines) and all the rest being constellation satellites.

  • Pollution des constallations

    Pollution des constallations

    Article inspiré par les constats publiés sur Twitter par Ronald Drimmel, astronome du Montana, cartographe de la Voie lactée et défenseur de DarkSky. Ce groupe milite depuis de nombreuses années pour la défense de ciels noirs au-dessus de nos tête, sans être pollués. Cette analyse a attiré l’attention et les félicitations d’au moins un astronome Fred Jansen avec qui j’ai travaillé sur la mission de télescope rayons-X XMM-Newton.

    C’est un fil de faits terrifiant qui donne une idée de la raison pour laquelle les plans d’expansion de SpaceX en orbite terrestre basse s’ajoutent à une expérience écologique géante. Déverser plein de choses dans la haute atmosphère semble pour le moins une mauvaise idée…

    Parlons concret avec un exemple d’une constellation, celle de SpaceX. La capacité prévue du vaisseau spatial Starship de SpaceX est d’environ 150 tonnes, ce qui signifie environ 120 Starlink de génération 2 par lancement.

    Cela signifie que pour déployer 30 000 satellites, vous avez besoin de 250 lancements de vaisseaux spatiaux. Mais la durée de vie attendue en orbite de l’engin de 2ème génération est la même que ses prédécesseurs, à savoir 5 à 7 ans.

    Cela signifie que vous devez déployer la constellation en moins de 5 à 7 ans, sinon vous n’atteindrez jamais 30 000 satellites avant qu’ils ne commencent à tomber du ciel. Donc, pour déployer 30 000 satellites en 5 ans, il faut 50 lancements de vaisseaux spatiaux chaque année. Et Starlink n’est qu’une des nombreuses constellations proposées..

    Selon une estimation récente, les taux de lancement de fusées à l’échelle mondiale atteindront 1 000 par an. Cela devrait avoir un effet significatif sur l’atmosphère. Le scientifique de atmosphère Christopher Maloney, spécialiste de l’étude de l’atmosphère le pense. Dans une nouvelle étude, lui et ses collègues ont modélisé comment le noir de carbone émis par les lancements de fusées dans le monde est susceptible de réchauffer progressivement des parties de l’atmosphère moyenne et d’appauvrir la couche d’ozone.

    Mais le problème n’est pas seulement les gazes des fusées : et oui, ce qui monte doit redescendre. Supposons généreusement que « seuls » les 20 000 satellites Starlink de génération 2 situés sous des orbites de 400 km ont une durée de vie de 5 à 7 ans.
     
    Une fois déployé, vous avez besoin d’au moins 30 lancements de vaisseaux par an pour maintenir la constellation. Et 4000 satellites de 1,25 tonne qui tombent sur Terre par an. Cela représente 5 000 tonnes d’aluminium et de minéraux de terres rares déposés chaque année dans la haute atmosphère. Et ce calcul est, encore une fois, pour UNE seule constellation.
     
    Et on n’a pas encore évoqué l’impact sur notre environnement en orbite basse. Gérer de telles constellations nécessite des manœuvres régulières d’évitement et si une éruption solaire met KO qu’un petit nombre de satellites, la situation peut vite dégénérer.
     
    Enfin, la pollution de nos cieux. La seconde génération des StarLink sont plus gros que les premiers, avec des plateformes six fois plus larges. La plupart seront à des orbites basses de 340 à 400km. Donc ils brilleront 10 fois plus.
     
    Il faudrait donc que ces deuxième générations soient 10 fois moins lumineux. StarLink dit travailler sur la question mais on peut douter des promesses d’Elon Musk. Même par ciel des plus sombres on ne peut éviter les traces filantes de cette pollution. La vérité est que nous sacrifions le ciel pour les générations futures.
     
    La conclusion inévitable est que nous « exploitons » imprudemment une ressource commune, avec peu ou pas de réglementation, au profit de quelques-uns, mais à un coût qui affectera l’humanité toute entière.