Suivi des émissions de chaleur des satellites dans l'espace
Les astronomes surveillent les émissions des satellites pour capter leur impact sur les observations cosmiques.
A. Foster, A. Chokshi, A. J. Anderson, B. Ansarinejad, M. Archipley, L. Balkenhol, K. Benabed, A. N. Bender, D. R. Barron, B. A. Benson, F. Bianchini, L. E. Bleem, F. R. Bouchet, L. Bryant, E. Camphuis, J. E. Carlstrom, C. L. Chang, P. Chaubal, P. M. Chichura, T. -L. Chou, A. Coerver, T. M. Crawford, C. Daley, T. de Haan, K. R. Dibert, M. A. Dobbs, A. Doussot, D. Dutcher, W. Everett, C. Feng, K. R. Ferguson, K. Fichman, S. Galli, A. E. Gambrel, R. W. Gardner, F. Ge, N. Goeckner-Wald, R. Gualtieri, F. Guidi, S. Guns, N. W. Halverson, E. Hivon, G. P. Holder, W. L. Holzapfel, J. C. Hood, A. Hryciuk, N. Huang, F. Kéruzoré, A. R. Khalife, L. Knox, M. Korman, K. Kornoelje, C. -L. Kuo, K. Levy, A. E. Lowitz, C. Lu, A. Maniyar, E. S. Martsen, F. Menanteau, M. Millea, J. Montgomery, Y. Nakato, T. Natoli, G. I. Noble, Y. Omori, Z. Pan, P. Paschos, K. A. Phadke, A. W. Pollak, K. Prabhu, W. Quan, S. Raghunathan, M. Rahimi, A. Rahlin, C. L. Reichardt, M. Rouble, J. E. Ruhl, E. Schiappucci, J. A. Sobrin, A. A. Stark, J. Stephen, C. Tandoi, B. Thorne, C. Trendafilova, C. Umilta, J. D. Vieira, A. Vitrier, Y. Wan, N. Whitehorn, W. L. K. Wu, M. R. Young, J. A. Zebrowski
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Table des matières
- Le Défi
- Comment Repérer la Chaleur d'un Satellite
- La Recherche
- Ce Qui Rend Ça Intéressant
- Le Rôle du South Pole Telescope
- La Caméra Spéciale
- Observer le Ciel
- Un Coup d'Œil sur les Satellites en Orbite
- Que Font Ces Satellites ?
- La Danse de la Détection
- Types d'Émissions
- L'Importance des Mesures Précises
- Contexte Historique
- Les Techniques d'Observation
- Conclusions et Résultats
- Galaxie et Impact des Satellites
- Applications Pratiques
- Limites des Données TLE
- Conclusion
- Directions Futures
- Remerciements
- Source originale
- Liens de référence
Détecter les Émissions thermiques des Satellites en orbite basse, ça peut sonner comme un scénario de film de science-fiction, mais c'est en fait un domaine de recherche super intéressant en astronomie. L'idée, c'est de capter la chaleur qui vient de ces satellites à des longueurs d'onde millimétriques, ce qui est quelque chose qu'on associe généralement avec Des télescopes sophistiqués et des trucs cosmiques plutôt qu'avec des objets qui filent autour de notre planète.
Le Défi
Les satellites ne restent pas juste là à ne rien faire ; ils émettent de la chaleur et peuvent interférer avec les signaux qu'on veut capter, surtout ceux de l'univers cosmique (CMB). Comme le nombre de satellites augmente, les astronomes sont impatients de découvrir si ces objets artificiels foutent le bazar dans leurs cartes cosmiques.
Comment Repérer la Chaleur d'un Satellite
La chaleur des satellites n'est pas si difficile à détecter que ça. Avec des outils high-tech comme le South Pole Telescope (SPT-3G), les chercheurs ont trouvé des moyens de surveiller les émissions de ces satellites. Ils ont réalisé qu'ils pouvaient détecter ces émissions en quelques millisecondes, plus vite que la plupart d'entre nous ne peut dire "c'est quoi ça dans le ciel ?"
La Recherche
Pendant leurs recherches, les scientifiques ont pu identifier de vraies émissions thermiques venant des satellites, c'est comme repérer une tasse de café chaud dans une pièce sombre et se rendre compte que ça pourrait être un satellite déguisé. Ils ont aussi conçu des algorithmes pour suivre les mouvements des satellites selon leurs orbites et la position du télescope dans le temps. Comme ça, ils pouvaient garder un œil sur ces objets rapides pendant qu'ils filaient.
Ce Qui Rend Ça Intéressant
Les chercheurs ont découvert que même s'il y a plein de satellites qui orbitent autour de la Terre, leurs émissions thermiques cumulées ne brouillent pas significativement les signaux du CMB. En d'autres termes, les satellites sont comme des gamins bruyants dans une bibliothèque tranquille ; ils peuvent être agaçants mais ne rendent pas tout complètement inaudible.
Le Rôle du South Pole Telescope
Le SPT n'est pas un télescope ordinaire. C'est une énorme machine en Antarctique, qui lui donne une vue claire du ciel austral. Sa position unique permet au télescope d'observer en continu sans aucun objet qui se lève ou se couche. Ce point de vue fixe aide à collecter les données efficacement.
La Caméra Spéciale
Le SPT a une caméra spéciale appelée SPT-3G, équipée pour observer à différentes longueurs d'onde spécifiques. Pense à ça comme une caméra avec des super pouvoirs, qui permet aux astronomes de voir au-delà de ce que nos yeux peuvent percevoir. Avec ça, ils peuvent faire la différence entre la lumière du CMB et les émissions des satellites.
Observer le Ciel
Les astronomes ne se contentent pas de pointer et de cliquer ; ils doivent s'assurer d'observer aux bons moments et dans les bonnes conditions. Le système du SPT lui permet de scanner le ciel et de collecter des données efficacement pendant des heures et des jours, ce qui est crucial vu la vitesse à laquelle ces satellites se déplacent.
Un Coup d'Œil sur les Satellites en Orbite
Prenons un moment pour contempler le nombre de satellites qui sont là-haut. D'ici 2024, il pourrait y avoir environ 36 000 objets suivis en orbite terrestre, dont beaucoup sont des satellites en orbite basse. C'est comme un embouteillage cosmique là-haut !
Que Font Ces Satellites ?
Les satellites ont divers rôles, allant de la fourniture de GPS à l'envoi de signaux pour les prévisions météo. Certains d'entre eux sont même conçus pour transmettre activement des données, ce qui les rend potentiellement plus brillants que d'autres objets dans le ciel. Ça peut compliquer les choses pour les télescopes qui essaient de mesurer les signaux cosmiques.
La Danse de la Détection
Comprendre comment identifier et quantifier les émissions thermiques des satellites implique une approche systématique. Les chercheurs rassemblent des données sur leurs mouvements, températures et émissions. C'est comme rassembler des indices pour un mystère tout en essayant de ne pas confondre les signaux des satellites avec ceux d'origine cosmique.
Types d'Émissions
Les satellites émettent des signaux de différentes manières : radiation thermique intrinsèque, réflexions de la lumière du soleil et transmissions actives. La radiation thermique intrinsèque est ce que les corps chauds émettent juste en étant chauds, tandis que les réflexions de lumière du soleil ressemblent au scintillement d'un objet brillant. Les transmissions actives sont des messages envoyés et peuvent apparaître comme des signaux lumineux.
L'Importance des Mesures Précises
Pour des résultats précis, il faut savoir où le satellite sera à un moment donné. Les chercheurs utilisent des modèles mathématiques qui prennent en compte les orbites des satellites. Mais comme un mauvais signal GPS, parfois ces modèles peuvent être off, ce qui fait que le satellite se retrouve au mauvais endroit dans les données.
Contexte Historique
Ce n'est pas la première fois que ce type d'Observations est fait. Le satellite Cosmic Background Explorer (COBE) a aidé à préparer le terrain pour de futures observations de satellites. Les astronomes veulent comprendre les signaux cosmiques depuis des décennies, et les satellites peuvent parfois interférer avec cette quête.
Les Techniques d'Observation
Les astronomes utilisent des méthodes spécifiques pour analyser les données collectées des satellites. Ils ont développé des algorithmes sophistiqués pour filtrer les signaux des satellites, s'assurant que les signaux cosmiques importants ne soient pas noyés par le bruit des satellites.
Conclusions et Résultats
Lors de leurs observations, les chercheurs ont identifié divers satellites et mesuré leurs émissions. Il est intéressant de noter que beaucoup de satellites se révèlent être beaucoup plus faibles que prévu. Cette réalisation les a aidés à faire la différence sur ce qui se passe réellement dans le ciel nocturne.
Galaxie et Impact des Satellites
Bien que les satellites soient nombreux, leurs impacts combinés sur la science de l'enquête CMB pourraient ne pas être aussi graves que redouté au départ. Les astronomes croient que la chaleur lumineuse émise par certains satellites ne réduira pas de manière significative l'efficacité des données du CMB.
Applications Pratiques
Les résultats ont des implications cruciales pour la façon dont les futures observations seront réalisées, surtout avec de nouvelles constellations de satellites qui devraient être lancées bientôt. Les méthodes utilisées aideront à garantir que les signaux cosmiques restent clairs et que des données précieuses ne soient pas perdues à cause des émissions artificielles.
Limites des Données TLE
En surveillant les satellites, les scientifiques s'appuient beaucoup sur les données de Two-Line Element (TLE). Ces données peuvent parfois être peu fiables, avec des satellites qui apparaissent plusieurs minutes en retard par rapport à leurs positions prédites. Cette différence complique les efforts pour isoler les émissions des satellites.
Conclusion
Dans un monde où les satellites deviennent de plus en plus courants, il est fondamental de comprendre leurs effets sur les observations cosmiques. Les chercheurs font des pas importants pour surveiller ces émissions et s'efforcent de continuer à recueillir des données fiables des vastes étendues de l'espace. En améliorant les techniques de détection, ils préservent les signaux cosmiques tout en nous permettant de mieux comprendre l'univers qui nous entoure.
Directions Futures
Regardant vers l'avenir, les chercheurs visent à affiner leurs méthodes pour détecter les émissions des satellites et à trouver des moyens d'atténuer les impacts potentiels sur les enquêtes cosmiques. Ils espèrent aussi intégrer des méthodes de suivi de satellites améliorées pour augmenter la précision des observations.
Remerciements
En résumé, la collaboration de diverses institutions et chercheurs ouvre la voie à des avancées passionnantes dans les observations cosmiques. Alors que l'humanité lève les yeux vers le ciel, la quête de signaux clairs reste une entreprise cruciale dans notre recherche de connaissances cosmiques.
Titre: Detection of Thermal Emission at Millimeter Wavelengths from Low-Earth Orbit Satellites
Résumé: The detection of satellite thermal emission at millimeter wavelengths is presented using data from the 3rd-Generation receiver on the South Pole Telescope (SPT-3G). This represents the first reported detection of thermal emission from artificial satellites at millimeter wavelengths. Satellite thermal emission is shown to be detectable at high signal-to-noise on timescales as short as a few tens of milliseconds. An algorithm for downloading orbital information and tracking known satellites given observer constraints and time-ordered observatory pointing is described. Consequences for cosmological surveys and short-duration transient searches are discussed, revealing that the integrated thermal emission from all large satellites does not contribute significantly to the SPT-3G survey intensity map. Measured satellite positions are found to be discrepant from their two-line element (TLE) derived ephemerides up to several arcminutes which may present a difficulty in cross-checking or masking satellites from short-duration transient searches.
Auteurs: A. Foster, A. Chokshi, A. J. Anderson, B. Ansarinejad, M. Archipley, L. Balkenhol, K. Benabed, A. N. Bender, D. R. Barron, B. A. Benson, F. Bianchini, L. E. Bleem, F. R. Bouchet, L. Bryant, E. Camphuis, J. E. Carlstrom, C. L. Chang, P. Chaubal, P. M. Chichura, T. -L. Chou, A. Coerver, T. M. Crawford, C. Daley, T. de Haan, K. R. Dibert, M. A. Dobbs, A. Doussot, D. Dutcher, W. Everett, C. Feng, K. R. Ferguson, K. Fichman, S. Galli, A. E. Gambrel, R. W. Gardner, F. Ge, N. Goeckner-Wald, R. Gualtieri, F. Guidi, S. Guns, N. W. Halverson, E. Hivon, G. P. Holder, W. L. Holzapfel, J. C. Hood, A. Hryciuk, N. Huang, F. Kéruzoré, A. R. Khalife, L. Knox, M. Korman, K. Kornoelje, C. -L. Kuo, K. Levy, A. E. Lowitz, C. Lu, A. Maniyar, E. S. Martsen, F. Menanteau, M. Millea, J. Montgomery, Y. Nakato, T. Natoli, G. I. Noble, Y. Omori, Z. Pan, P. Paschos, K. A. Phadke, A. W. Pollak, K. Prabhu, W. Quan, S. Raghunathan, M. Rahimi, A. Rahlin, C. L. Reichardt, M. Rouble, J. E. Ruhl, E. Schiappucci, J. A. Sobrin, A. A. Stark, J. Stephen, C. Tandoi, B. Thorne, C. Trendafilova, C. Umilta, J. D. Vieira, A. Vitrier, Y. Wan, N. Whitehorn, W. L. K. Wu, M. R. Young, J. A. Zebrowski
Dernière mise à jour: 2024-11-13 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.03374
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.03374
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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Liens de référence
- https://orcid.org/0000-0002-7145-1824
- https://orcid.org/0000-0002-4435-4623
- https://orcid.org/0000-0002-0517-9842
- https://orcid.org/0000-0001-6899-1873
- https://orcid.org/0000-0002-1623-5651
- https://orcid.org/0000-0001-5868-0748
- https://orcid.org/0000-0002-5108-6823
- https://orcid.org/0000-0003-4847-3483
- https://orcid.org/0000-0001-7665-5079
- https://orcid.org/0000-0002-8051-2924
- https://orcid.org/0000-0003-3483-8461
- https://orcid.org/0000-0002-5397-9035
- https://orcid.org/0000-0002-3091-8790
- https://orcid.org/0000-0001-9000-5013
- https://orcid.org/0000-0002-3760-2086
- https://orcid.org/0000-0002-9962-2058
- https://orcid.org/0000-0002-4928-8813
- https://orcid.org/0000-0003-4245-2315
- https://orcid.org/0000-0002-0463-6394
- https://orcid.org/0000-0001-7317-0551
- https://orcid.org/0000-0002-5254-243X
- https://orcid.org/0000-0002-6164-9861
- https://orcid.org/0000-0001-7946-557X
- https://orcid.org/0000-0003-1405-378X
- https://orcid.org/0000-0003-3953-1776
- https://orcid.org/0000-0003-2226-9169
- https://orcid.org/0000-0001-6155-5315
- https://orcid.org/0000-0002-6805-6188
- https://orcid.org/0000-0002-3157-0407
- https://orcid.org/0000-0001-5411-6920
- https://space-track.org
- https://science.nrao.edu/facilities/alma/aboutALMA/Technology/ALMA