Nouvelle méthode pour réduire l'interférence satellite en radioastronomie

Les radiotélescopes sont super importants pour étudier l'univers, mais ils ont des problèmes à cause des signaux venant des satellites. Récemment, une nouvelle approche a été testée pour réduire ces Interférences, en se concentrant spécifiquement sur les Satellites Starlink lancés par SpaceX. Ce nouveau procédé vise à aider les radiotélescopes et les opérateurs de satellites à bosser ensemble sans se déranger mutuellement.

#Contexte

Traditionnellement, les radiotélescopes sont placés dans des zones tranquilles, loin des signaux créés par l'homme. Historiquement, les interférences venaient de sources locales, comme des appareils électroniques ou des tours cellulaires. Pour protéger ces observatoires, des zones spéciales ont été établies, comme la National Radio Quiet Zone aux États-Unis. Mais avec l'essor des réseaux de satellites, même les endroits les plus éloignés risquent d’être perturbés.

Les satellites Starlink, qui fournissent un service internet depuis une orbite basse, compliquent encore plus la situation. Ces satellites envoient des signaux vers la Terre, ce qui peut interférer avec les équipements sensibles utilisés en radioastronomie. Il devient donc nécessaire de trouver de nouvelles façons de protéger les télescopes de ces signaux satellites.

#Le défi des signaux satellites

Les interférences radiofréquences (RFI) sont un souci majeur pour les radiotélescopes. Les signaux des satellites peuvent se chevaucher avec les fréquences que les télescopes ont besoin d'observer pour étudier des objets célestes. Les satellites Starlink fonctionnent dans des plages de fréquences spécifiques qui peuvent se retrouver dans les mêmes bandes utilisées par les radiotélescopes, ce qui rend crucial de bien gérer ces interactions.

Le problème a pris de l'ampleur avec le lancement de plus de satellites, augmentant la probabilité qu'ils passent près des télescopes lorsqu'ils sont en fonctionnement. Un signal direct d'un satellite peut perturber les Données collectées par le télescope, ce qui peut entraîner des observations moins fiables.

#La solution : Évitement de l'axe de visée

Pour tenter de résoudre ce problème, des scientifiques et des ingénieurs du National Radio Astronomy Observatory et de SpaceX ont collaboré sur un projet appelé "évitement de l'axe de visée". Cette méthode se concentre sur la capacité du satellite à orienter ses signaux loin du télescope pendant qu'il observe.

Quand un satellite s’approche du télescope, il peut ajuster ses faisceaux de liaison descendante pour rester en dehors de l’axe principal d’observation du télescope. Si le satellite est trop proche, il peut temporairement désactiver les signaux de liaison descendante, garantissant que le télescope ne soit pas submergé par les émissions du satellite.

#Réalisation d'expériences

Deux expériences majeures ont eu lieu pour tester l’efficacité de cette méthode. Dans ces expériences, le télescope de Green Bank fonctionnait sous deux scénarios différents : un avec les faisceaux de liaison descendante activés et un où ils étaient désactivés lors de rencontres rapprochées avec les satellites Starlink.

Lors de la première expérience, les satellites Starlink poursuivaient leurs opérations normalement pendant que le télescope collectait des données. Cela a entraîné des interférences notables lorsque les satellites passaient près de l’axe de focus du télescope.

Dans la seconde expérience, le système satellite a été instruit de désactiver ses signaux de liaison descendante lors des passages prévus proches du chemin d’observation du télescope. L’objectif était de voir si l'absence de signaux satellites ferait une différence dans les données collectées par le télescope.

#Résultats des expériences

Les résultats des deux expériences ont révélé des informations cruciales. Dans la première expérience, des interférences étaient évidentes dans les données collectées par le télescope. Les signaux des satellites passant à proximité se chevauchaient considérablement avec les fréquences observées, soulevant des inquiétudes sur l'intégrité des données.

Dans la seconde expérience, quand la méthode d'évitement de l'axe de visée a été mise en place, une diminution substantielle des interférences a été notée. L'ajustement des faisceaux de liaison descendante du satellite et la désactivation temporaire des signaux ont efficacement réduit l'impact des passages des satellites. Cela a été mesuré par le rapport signal-bruit, indiquant que les données collectées étaient beaucoup plus propres et fiables.

#Importance de la coopération

Le succès de la méthode d'évitement de l'axe de visée souligne l'importance de la coopération entre les radioastronomes et les opérateurs de satellites. En partageant des données sur les détails opérationnels du télescope, les systèmes satellites peuvent ajuster leurs signaux en temps réel, réduisant ainsi les chances d'interférences.

À mesure que les réseaux de satellites continuent de s’étendre, ce genre de collaboration va devenir de plus en plus vital. Cela garantit que les besoins en communications par satellite et les exigences de la radioastronomie peuvent être satisfaits sans compromettre l'un ou l'autre service.

#Amélioration continue

La recherche sur l'évitement de l'axe de visée est en cours. Les scientifiques cherchent à affiner les méthodes utilisées et à explorer d'autres moyens de réduire les interférences. Cela inclut l'ajustement des paramètres pour quand les satellites devraient désactiver leurs faisceaux de liaison descendante et à quelle distance ils doivent orienter leurs faisceaux loin du télescope.

Le partage des données opérationnelles est également en train d'être amélioré. Un système est en développement pour permettre aux opérateurs de satellites de recevoir des informations en temps réel sur ce que le télescope est en train d’observer. Cette capacité améliorera encore l’efficacité des stratégies d’évitement des interférences.

#Perspectives d'avenir

Le travail continu dans ce domaine suggère un avenir prometteur où la radioastronomie et les communications par satellite peuvent coexister. Si cela réussit, ça pourrait permettre aux radiotélescopes d'observer une plus grande gamme de fréquences sans interférence, pendant que les opérateurs de satellites peuvent améliorer leurs réseaux sans perturber les observations scientifiques.

Au fur et à mesure que d’autres expériences sont menées, la compréhension de la meilleure façon d’appliquer ces techniques va grandir. De futures études se concentreront sur l'optimisation de ces méthodes d’évitement et sur l’assurance qu’elles peuvent être appliquées de manière cohérente à différents systèmes de satellites.

#Conclusion

Le développement de la méthode d'évitement de l'axe de visée est encourageant pour la radioastronomie et les communications par satellite. En travaillant ensemble, les scientifiques et les opérateurs de satellites peuvent créer un cadre qui permet aux deux domaines de prospérer sans empiéter sur les activités de l'autre. Cette coopération représente une étape vitale vers un avenir où la recherche spatiale avancée peut continuer aux côtés des technologies de communication innovantes. À mesure que les systèmes deviennent plus sophistiqués, le potentiel de collaboration fructueuse ne fera que croître, profitant à la fois à l'enquête scientifique et aux avancées industrielles.