Le lancement d’Artemis II de la NASA a fait plus qu’envoyer quatre astronautes autour de la Lune : une nouvelle étude révèle que la fusée a temporairement dépouillé les électrons de la haute atmosphère terrestre lors de deux perturbations s’étendant sur environ 3 100 milles (5 000 kilomètres) chacune à travers les Amériques, suffisamment pour provoquer des erreurs de positionnement GPS de plusieurs mètres.
La recherche, menée par des scientifiques de l’Université nationale Cheng Kung de Taiwan, indique que les effets d’Artemis II étaient plus forts que ceux de n’importe quel lancement de fusée mesuré jusqu’à présent. Selon Space.com, elles étaient jusqu’à 10 fois plus intenses que les perturbations provoquées par les vols d’essai du SpaceX Starship.
Une sorte de météorologie spatiale créée par l’homme
L’ionosphère est la couche chargée électriquement de la haute atmosphère, commençant à environ 50 kilomètres plus haut. Il est rempli d’électrons libres et les signaux GPS ralentissent légèrement lorsqu’ils le traversent. Les récepteurs corrigent ce retard à l’aide de modèles, mais un changement soudain de la densité électronique peut perturber ces corrections.
Les tempêtes solaires sont la cause habituelle de ces perturbations. La nouvelle étude montre qu’une seule grande fusée peut produire un effet similaire, quoique de plus courte durée. Space.com a rapporté que les perturbations des fusées s’estompent beaucoup plus rapidement que les effets des tempêtes, qui peuvent durer plusieurs jours.
Artemis II a décollé du Kennedy Space Center en Floride le 1er avril 2026, à 18 h 35 HAE, selon la page de mission de la NASA. La première perturbation est venue du choc et de l’échappement de l’étage central du système de lancement spatial de 212 pieds (65 mètres) qui grimpait dans l’atmosphère.
Le second, et le plus important, est survenu plus d’une heure après le décollage. L’étage supérieur a allumé son moteur deux fois à environ 115 miles (185 kilomètres), directement à l’intérieur de l’ionosphère. Les gaz d’échappement qui y sont libérés peuvent réagir chimiquement avec le gaz chargé et épuiser les électrons sur une vaste zone.
a déclaré Charles Lin, professeur de sciences de la terre à l’Université nationale Cheng Kung et co-auteur.
La comparaison avec Starship est révélatrice. La fusée de SpaceX a une poussée de décollage environ deux fois supérieure à celle du système de lancement spatial, mais ses vols d’essai ont produit des perturbations plus faibles, a rapporté Starlust dans son résumé de l’étude. Cela indique où et quand une fusée brûle ses moteurs, et non pas uniquement la puissance brute, comme facteur principal.
Les réseaux au sol construits pour les tremblements de terre ont capté le signal
L’équipe n’avait pas besoin d’instruments spéciaux dans l’espace. Il a utilisé des réseaux de haute précision de récepteurs GPS fixes au sol que les institutions scientifiques américaines exploitent pour suivre le mouvement des plaques tectoniques. En mesurant le temps nécessaire pour que les signaux transitent des satellites vers ces stations, les chercheurs ont pu reconstruire une carte des changements électroniques au fur et à mesure du passage de la fusée.
Les changements de densité électronique étaient équivalents à des erreurs de positionnement de plusieurs mètres. Ce chiffre est un équivalent calculé plutôt qu’un enregistrement des appareils réellement défaillants, et le rapport de Space.com ne cite aucun accident de navigation documenté le jour du lancement.
Ces réseaux ont été construits pour observer les mouvements du sol quelques millimètres avant les tremblements de terre, ce qui les rend suffisamment sensibles pour détecter de petits changements dans le ciel. C’est le même type de double usage qui a transformé les réseaux GPS sismiques en moniteurs de météo spatiale ces dernières années.
Les résultats ont été publiés sous forme de prépublication avant leur publication dans Geophysical Research Letters, ce qui signifie que la version finale peut encore changer. Le travail est basé sur un seul lancement, il montre donc ce qui est possible plutôt qu’une règle fixe pour chaque mission.
Plusieurs mètres, c’est un gros problème pour les machines
Pour un téléphone donnant des indications à pied, quelques mètres comptent rarement – pour les machines qui s’appuient sur un positionnement précis par satellite, c’est possible. » dit Lin. Il a ajouté que le positionnement des drones pourrait également être affecté.
La plupart des systèmes de conduite autonome combinent le GPS avec des caméras, des radars, des lidar et des capteurs inertiels, de sorte qu’une erreur GPS à elle seule ne provoquerait pas nécessairement un accident. Le problème est que les erreurs ionosphériques arrivent soudainement et affectent une vaste zone à la fois, mettant à l’épreuve les systèmes de secours censés les détecter.
Le cheminement vers les ménages est déjà visible dans la recherche sur les tempêtes solaires. Une étude de l’Université de Boston sur la tempête Gannon de mai 2024 a utilisé un réseau similaire de près de 100 récepteurs GPS fixes pour relier les conditions de tempête aux problèmes de navigation au niveau du sol. Space.com a rapporté plus tard que la tempête avait coûté aux agriculteurs environ 500 millions de dollars de dommages, rappelant que les erreurs de navigation atteignent le système alimentaire via les équipements agricoles guidés par GPS.
Les personnes les plus exposées aux erreurs liées au lancement sont les opérateurs d’agriculture de précision, les équipes d’enquête, les pilotes de drones commerciaux et les entreprises testant des véhicules automatisés dans les régions situées sur la trajectoire d’une fusée. Il est peu probable que les conducteurs ordinaires utilisant la navigation téléphonique ne remarquent rien.
Des lancements plus nombreux et plus importants à venir
La fréquence de lancement augmente et les fusées lourdes deviennent de plus en plus grosses. Artemis III, les vols Starship et les futures missions sur Mars propulseront tous de grandes quantités de gaz d’échappement dans la haute atmosphère. Lin s’attend à ce que les effets météorologiques spatiaux des missions sur la Lune et sur Mars deviennent beaucoup plus importants.
Il n’y a pas d’action immédiate pour le public. Pour les pilotes de drones et les opérateurs de flotte, l’étape pratique consiste à traiter les fenêtres de lancement comme des événements météorologiques spatiaux mineurs. Cela signifie vérifier les calendriers de lancement, maintenir des sauvegardes de capteurs et ne pas compter uniquement sur le positionnement par satellite pour les tâches critiques pour la sécurité.
Plusieurs questions demeurent. Les chercheurs n’ont pas encore montré combien de temps a duré l’épuisement d’Artemis II à chaque endroit, si cela a provoqué des erreurs mesurables dans les récepteurs commerciaux, ou dans quelle mesure la trajectoire d’un lancement et l’altitude de combustion modifient l’ampleur de l’effet. Le document final évalué par des pairs et les études de suivi sur les lancements à venir devraient aider à répondre à ces questions.
Pour l’instant, la découverte ajoute un nouvel élément à la liste des éléments pouvant perturber le GPS. Aux côtés du Soleil, les fusées que nous lançons vers lui peuvent désormais remodeler brièvement le ciel dont dépend notre navigation.
Ce que les lecteurs veulent savoir
Qu’est-ce que le lancement d’Artemis II a fait à l’atmosphère ? Cela a temporairement réduit le nombre d’électrons libres dans l’ionosphère, créant deux perturbations d’environ 3 100 milles de long à travers les Amériques.
Cela a-t-il endommagé la couche d’ozone ? Non. L’étude concerne l’ionosphère, une couche chargée électriquement bien au-dessus de la couche d’ozone.
Quelle était l’ampleur des erreurs GPS ? Les changements d’électrons équivalaient à des erreurs de positionnement de plusieurs mètres, selon les chercheurs.
Cela pourrait-il affecter les voitures autonomes ? Le chercheur principal affirme que des erreurs de quelques mètres pourraient amener une voiture autonome à changer de voie. La plupart des véhicules utilisent des capteurs de secours, ce qui réduit le risque.
Combien de temps durent ces effets ? Elles sont temporaires et de bien plus courte durée que les perturbations dues aux tempêtes solaires, qui peuvent durer plusieurs jours.
L’étude a-t-elle été évaluée par des pairs ? Il a été publié sous forme de prépublication avant sa publication dans Geophysical Research Letters, la version finale peut donc changer.
