Novembre 2023
Appel à contributions - EU Space Law
Position du CNRS
Résumé
L’augmentation exponentielle du nombre de satellites en orbite autour de la terre, fait croître la pression
et le risque sur les activités de recherche aussi bien au sol qu’en orbite. Dans ce cadre, le CNRS se félicite
de l’effort européen de régulation des activités spatiales, en soulignant le besoin prioritaire du respect
des activités de recherche. Sans opposer acteurs publics et privés, la mise en place de cette loi peut êtrel’occasion de renforcer des synergies entre acteurs établis et entrants du secteur autour d’unensemble d’enjeux industriels et sociétaux (utilisation des données, accès aux infrastructures, sécurité,énergie, biodiversité) tout en servant les objectifs de souveraineté et de résilience de l’Europe.
Rappelant que la soutenabilité et la résilience spatiale européenne ne pourront aboutir sans un appui
marqué à la recherche européenne, le CNRS appelle à accompagner cette loi d’un soutien fort aux
activités de R&D notamment via le développement de capacité de production et de contrôle desdonnées (capacité souveraine de suivi des événements du ciel transitoire, mise en place de tiers deconfiance pour la certification des données) accessibles et pouvant bénéficier aussi bien au secteur
public que privé mais également en soutenant les activités de recherche fondamentale comme
vecteurs d’un leadership européen fort sur la scène internationale.

La loi européenne sur les activités spatiales répond à l’objectif de créer un cadre européen commun enmatière de sécurité, de résilience et de durabilité des activités et opérations spatiales tout en évitant lafragmentation et les obstacles au sein du marché unique et en garantissant la compétitivité du secteur
spatial européen.
Le CNRS se félicite ainsi particulièrement de la mise en avant, par la Commission européenne, dans lecadre de sa consultation sur la loi spatiale, de l’impact des activités spatiales sur la recherche
astronomique et la recherche de mesures de protection du ciel noir et silencieux.
Sur la base des éléments avancés par la Commission dans sa consultation le CNRS souhaiterait formuler
les considérations suivantes :1. Faire des organismes de recherche des alliés pour atteindre les objectifs de la loi spatiale
européenne
2. Intégrer la protection prioritaire des activités de recherche dans la définition de la viabilité
des activités spatiales

1. Faire des organismes de recherche des alliés pour atteindre les objectifs de la loi spatiale
européenne
Les organismes de recherche comme vecteurs du leadership spatial européen sur la scèneinternationale
La recherche fondamentale joue un rôle central dans l'émergence de technologies innovantes et derupture, assurant à long terme le leadership et la souveraineté technologique d'un État ou d'une région.
Les réalisations dans le domaine spatial, qu'elles soient techniques et instrumentales (lancements,
stations spatiales...) ou scientifiques (James Webb, Rosetta...), reposent avant tout sur la recherche
fondamentale, les efforts collectifs et internationaux des équipes de recherche, et la formation dechercheurs et ingénieurs. L'impact de ces avancées trouve souvent un écho grandissant auprès descitoyens et sur la scène internationale, démontrant ainsi la capacité technique de l'Europe et lui assurant
une place parmi les grands acteurs mondiaux du secteur. Depuis plusieurs années, le CNRS observe une
diminution significative de la place de la recherche fondamentale, en termes de nombre d'appels et parl'augmentation des TRL initiaux exigés, au sein des programmes-cadres successifs. Or, considérer
l'Europe comme un acteur spatial régulateur, durable et résilient ne peut se faire sans s'assurer de sa
capacité en termes de recherche sur l'ensemble du spectre des activités liées à l'espace (technologies
en orbite et au sol, géolocalisation, communication, surveillance du climat et des écosystèmesterrestres, sécurité et sûreté, météorologie de l’espace etc.) et de formation (ingénieurs, doctorat,
post-doctorat) y compris pour l’analyse de la dimension sociétale et politique de l’usage des satellites.
Recommandation 1 : Accompagner la loi spatiale européenne d’un renforcement significatif dufinancement de la recherche fondamentale spatiale dans le programme Horizon Europe et le futur FP10,
la recherche très en amont étant un des garants de la capacité de l’Europe à anticiper les enjeux de la
durabilité de l’accès à l’espace proche et lointain.
Les organismes de recherche comme acteurs de la capacité souveraine et résiliente des données issues
du spatial
Les organismes de recherche, de par la nécessité de leurs activités, ont développé une capacité
spécifique à contrôler et certifier la qualité des données en assurant leur traçabilité et leur traitement.
La multiplication des acteurs produisant des données, tant pour le suivi de leurs activités que pour lafourniture de services, pose aujourd'hui la question de la sécurité et de la certification des données,pour des raisons à la fois scientifiques et économiques, ainsi que pour la souveraineté européenne dansce domaine.
Dans le cadre des activités de suivi des opérations spatiales, l’Europe doit ainsi renforcer sa capacité àêtre souveraine en matière de données de surveillance et de suivi de l'espace (SST et SDA).
Dans le cadre de ses activités d'observation de la Terre, l’Europe devrait créer un « cadre de confiance »en renforçant les liens avec les initiatives nationales déjà existantes (ex : pôles thématiques CNES)
ainsi que les « core-users (acteurs institutionnels, acteurs de la recherche et acteurs économiques)
autour des données transmises et utilisées.
Recommandation 2 : Dans le cadre d’un processus de labellisation, inclure, le cas échéant, un volet relatifà la fiabilité des informations transmises, en instaurant un principe de « tiers de confiance » via unrecours aux infrastructures de données existantes.

Les organismes de recherche comme acteurs du spatial durable de demain
Les organismes de recherche pluridisciplinaires, tels que le CNRS, de par la pluralité de leurscompétences sont les acteurs les plus à même d'identifier et de mobiliser rapidement les moyens
techniques (infrastructures) et les ressources humaines nécessaires à l'atteinte d'objectifs spécifiques.
Dans le cadre de la recherche sur la durabilité des opérations spatiales, les organismes de recherche
devraient ainsi être des acteurs de premier plan en raison de leur capacité à mobiliser des experts dans
diverses disciplines (Physique, Climat, Mathématiques, SHS, etc.) ainsi que des moyens d'essais existants
qui ne sont pas forcément à la disposition des entreprises, notamment des startups. Les acteurs de larecherche sont également à même de développer, d’identifier et d’accompagner les technologiesémergentes vers des processus applicatifs.
Le développement rapide des projets de retour sur la Lune et de services en orbite (IOS, in orbit
servicing) nécessite également le développement d’une réflexion et d’une évaluation particulière parl’Europe de ces activités nouvelles, de leurs impacts et de leurs risques potentiels (fabrication enorbite, exploitation des ressources célestes...) en termes de sûreté, résilience et durabilité. Dans ce
domaine, les organismes de recherche peuvent jouer un rôle moteur pour l’Union européenne via ledéveloppement d’une expertise interdisciplinaire spécifique et encore peu explorée au niveau
international et permettant, sur le long terme, de développer un cadre européen spécifique pourl’approche des enjeux liés à l’espace.
Recommandation 3 : Renforcer le financement de la recherche, notamment fondamentale etinterdisciplinaire relative aux activités d’exploitation des données spatiales et du développement deméthodologies d'évaluation de l’impact et des risques des activités spatiales présentes et futures.
Recommandation 4 : Renforcer le soutien européen dans les programmes assurant la continuité entre
recherche fondamentale et appliquée dans le processus de développement de l'innovation.
2. La notion de viabilité des activités spatiales doit intégrer la protection prioritaire des activités derecherche.
L'augmentation importante et non réglementée du nombre de satellites et des débris qui en résultent
peut avoir divers impacts sur les activités de recherche et la sécurité des opérations en orbite. Elle peutralentir ou réduire la capacité à mener des recherches, compromettre les données obtenues et mettreen danger les satellites de recherche en raison d'un risque accru de collision.
Concernant le dark & quiet skies
Astronomie optique et infrarouge
L’augmentation du nombre de satellites et des débris potentiels en résultant interfère de plusieurs
manières sur les activités d’astronomie optique et infrarouge.
●Traînées lumineuses visibles : En raison de leur exposition au soleil, les satellites réfléchissent lalumière à la fois vers l’espace et vers la Terre, laissant des traînées visibles qui affectent lesactivités de recherche par leur présence sur les images et d'autres artefacts, ainsi qu'enbrouillant d'éventuels signaux faibles provenant d’astéroïdes et d'autres corps célestes dans lessources lumineuses lointaines du cosmos qu'étudient les astronomes. L'augmentation dunombre de satellites en orbite, et l'augmentation conséquente de ces perturbations lumineuses,
a conduit les chercheurs à modifier leurs pratiques afin de limiter ces perturbations. Cependant,
ces adaptations ne peuvent être viables que si leur nombre reste limité. D'ores et déjà, cesmesures compensatoires se mettent en place au détriment de la recherche et des financements
publics en limitant le temps d'observation et/ou en augmentant le temps de traitement desdonnées. Elles pèsent également sur la capacité même à produire des résultats de recherche
en dégradant les données collectées. À titre d’exemple, l’observatoire Vera Rubin estime quesi la constellation SpaceX Starlink atteint son nombre prévu de 42 000 satellites, jusqu’à 30 % detoutes les images collectées contiendraient au moins une traînée de satellite. 1 Une estimationne prenant pas en considération les autres projets de constellation de satellites. Si le nombre detraînées ou leur luminosité devient trop important, des lots complets d'images pourraient ainsi
devenir totalement inutilisables.
●

Pollution spectrale/infrarouge : Les observations astronomiques consistent également à étudier
les spectres lumineux obtenus en dispersant la lumière collectée par les télescopes. Les
informations obtenues grâce à ces méthodes permettent de connaître la vitesse des objets
célestes, leur composition et leur température. Ces données spectrales sont cruciales dans detrès nombreux domaines de l'astrophysique (physique stellaire, études des galaxies,
cosmologie…). En réfléchissant la lumière du Soleil, les satellites peuvent ainsi brouiller lesdonnées obtenues lors de l’observation de spectres en renvoyant le spectre solaire ou enémettant des sources de chaleur infrarouge. Cette contamination des données est
particulièrement difficile à détecter.

●

Luminosité globale du ciel : La luminosité du ciel ne dépend pas uniquement des signaux visibles.
La recherche astronomique est également affectée par l'augmentation significative de laluminosité globale du ciel résultant de deux phénomènes. Premièrement, les petits objets
spatiaux (débris, constellations) ne laissent pas forcément de trace visible lors de l'observation.
Néanmoins, leur accumulation et la réflexion lumineuse induite s'intègrent au ciel nocturne
environnant, ce qui se traduit par un ciel plus lumineux. Cela représente une perte d'efficacité
potentielle, en particulier pour les télescopes à très grand champ de vision utilisés poureffectuer des relevés dans de vastes zones du ciel. Comme le ciel s'éclaircit en raison de laprésence d'objets spatiaux, ces relevés peuvent être plus longs et plus coûteux à obtenir, et lapollution lumineuse au sol s'en trouve accrue. Ce phénomène touche également les relevésinfrarouges. Les satellites et les débris spatiaux, en absorbant la lumière du soleil et enrayonnant dans l'infrarouge, peuvent ainsi rendre difficile la perception de faibles signaux
infrarouges provenant du cosmos. Il convient de noter que certaines solutions d'atténuation dela pollution lumineuse, telles que l'assombrissement des satellites, peuvent accroître lesperturbations infrarouges en augmentant le rayonnement dans les longueurs d'onde
infrarouges et submillimétriques, créant ainsi des interférences avec les observations au sol à
ces longueurs d'onde 2.

Radioastronomie
Les radiofréquences font désormais partie de la vie quotidienne des citoyens pour l’utilisation detechnologies telles que le Wi-Fi, le Bluetooth ou encore la radiodiffusion. L’utilisation desradiofréquences en astronomie permet désormais des avancées majeures dans des vastes domaines de
1 Impact of Satellite Constellations (Observatoire Vera Rubin, 2022) https://www.lsst.org/content/lsst-statement-regarding-increaseddeployment-satellite-constellations
2 https://www.nature.com/articles/s41550-023-01904-2

la recherche en astrophysique, cosmologie et physique fondamentale. Les nouveaux radio télescopes
opérationnels ou en construction permettent des analyses sans égales, par exemple, sur l’évolution desgalaxies au cours de l’histoire de l’Univers, l’aube du cosmos, les champs magnétiques cosmiques, ladétection et le suivi électromagnétique d’ondes gravitationnelles. La radioastronomie présenteégalement l'avantage de ne pas être affectée par les conditions météorologiques (Soleil, nuages, pluie)mais est particulièrement sensible à l’émission d’autres ondes radio alentour. C’est pourquoi ces
infrastructures de recherche sont souvent construites dans des zones éloignées de l’activité humaine.
Une première précision importante est que le risque de contamination des signaux radio par lessatellites peut avoir deux effets différents, selon que la gamme de fréquences qui subit l'interférence
est ou non une bande protégée pour la radioastronomie. Si le signal arrive à l'intérieur d'une des bandes
protégées, il existe une voie réglementaire pour y remédier par l'intermédiaire des administrations
nationales et, en dernier ressort, de l'UIT-R. En revanche, des problèmes se posent en dehors des bandes
protégées, où les radiotélescopes observent, car la plupart des sources radio astrophysiques ont uneémission continue sur une très large bande de fréquences, il n'y a pas de protection réglementaire
puisque ces fréquences sont attribuées à d'autres services. Ainsi, lorsque l'on considère les risques pourles observations radio astronomiques, on peut les classer en "émissions non désirées dans les bandes
protégées" et "occupation croissante du spectre en dehors des bandes protégées".
L’activité des satellites peut ensuite entraver les activités de recherche en radioastronomie de deux
manières principales.
●

Les interférences directes : La croissance exponentielle du nombre de satellites actifs en orbite
terrestre basse pourrait faire en sorte que des milliers de satellites se trouvent au-dessus del’horizon local des radiotélescopes à tout moment, transmettant des signaux dans la gamme defréquences observée par les instruments astronomiques. Les radiotélescopes sont sensibles à
tout émetteur en ligne de mire par le biais de leur faisceau principal ou des lobes secondaires
de l'antenne. Le nombre croissant de satellites augmentant en particulier la probabilité d'uncouplage direct des faisceaux (où le satellite et le télescope pointent directement l'un vers
l'autre), des niveaux de puissance extrêmement élevés peuvent être reçus par les antennes. Ceci
aurait comme effet de saturer les récepteurs ou de faire passer le système en régime nonlinéaire. Une augmentation sygnificative des satellites LEO menace potentiellement la viabilitédes observations pour l'ensemble des bandes d’observations aux mêmes fréquences émises parles satellites, à moins que des mesures d'atténuation rigoureuses ne soient mises en place.

●

Les interférences indirectes : tout en respectant les fréquences attribuées à la radioastronomie,certains opérateurs peuvent émettre involontairement des signaux hors bande. En ce cas, unepartie de la puissance radio qu'ils émettent se situe à des fréquences autres que celles prévues
pour la diffusion. Ce cas a notamment été référencé par les scientifiques de l’observatoire
LOFAR, ayant détecté que les constellations SpaceX bien qu’autorisées à opérer dans la bandede fréquences radio de 10,7 à 12,7 GHz, principalement destinée à la connectivité internet,émettaient également aussi des signaux électromagnétiques à des fréquences nettement plus
basses situées entre 110 et 188 MHz pour 47 des 68 satellites observés. Les satellites ont donc
non seulement produit des intérférences inattendues en dehors de leur bande d’opération, maisen plus certains de ces signaux tombent dans une des gammes spécifiquement attribuées à
l’astronomie (150.05 - 153MHz). Selon les chercheurs impliqués dans cette étude, lesémissions détectées proviennent de l'électronique embarquée de ces satellites et sont donc
distinctes des transmissions de communication prévues. 3
L’augmentation de ces activités rend ainsi de plus en plus fréquent le nombre de ces perturbations
entraînant des perturbations importantes pour la recherche. En outre, la croissance exponentielle dunombre d’acteurs présents dans l’espace complexifie la capacité à conduire des activités de rechercheen :● Augmentant la pression sur les fréquences et le nombre d’observations passives : Avec
l’augmentation du nombre de demandes d’attribution de fréquence radio liées à l’augmentation
du nombre d’opérateurs, l'Union internationale des télécommunications (UIT) est désormais
contrainte de plus en plus fréquemment d’attribuer des fréquences « voisines » de celles
utilisées par les astronomes. Cette augmentation du nombre de fréquences voisines se traduit
par une augmentation des observations « passives », ce qui peut compliquer le traitement desdonnées et rendre plus difficile la détection des signaux faibles, en raison de la sensibilité
requise des infrastructures d'astronomie.
●

Ne permettant plus l’existence de zones « silencieuses » : Les satellites sont devenus une source
particulière de pollution pour la radioastronomie car ils émettent des signaux radio presquepartout, contrairement aux sources d'émission radio au sol qui peuvent être évitées grâce à desstratégies d'éloignement des centres d'activité humaine. Il devient ainsi impossible, hors zonede « non survol », de préserver des « zones de silence radio », même dans le cadre d'accords
avec des pays ou des localités, d'autant plus que les interférences radio peuvent provenir deplusieurs directions simultanément.

Recommandation 5 : Ne pas limiter le processus de labellisation à l'évaluation individuelle des satellites
des opérateurs mais prendre en compte l'impact total des activités spatiales sur la luminosité et le bruitdu ciel.
Recommandation 6 : En application de la loi spatiale, prévoir ou renforcer des mécanismes definancement :1. de plateformes de mesures optiques et radio afin d'estimer objectivement l'impact des satellites
sur les infrastructures de recherche. Ces plateformes seraient des éléments clés du processus delabellisation
2. de programmes de R&T permettant de nettoyer ou d’anticiper ces pollutions (financement
Horizon Europe ou contribution des opérateurs dans le cadre de l’octroi d’un label)
Recommandation 7 : Prendre en considération les interférences directes (respecter des bandes defréquences interdites pour les émissions en orbite) et indirectes des activités spatiales (électroniqueembarquée) ainsi que l’obligation de coopération des opérateurs avec les infrastructures de recherche
astronomique dans le cadre de l’attribution d’un label de soutenabilité et/ou d’autorisation d’activités etde services en Europe.
Recommandation 8 : Dans sa consultation la Commission européenne s’intéresse au coût potentiel demesures limitant les interférences radio et lumineuses. Le CNRS appelle la Commission à égalementévaluer et prendre en considération les coûts déjà existants et potentiels sur les infrastructures publiques

3 https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/decouverte-dun-nouvel-impact-des-constellations-de-satellites

liées aux perturbations radio et lumineuses, limitant l’utilisation de ces infrastructures impliquant un
travail supplémentaire de nettoyage des données.
Recommandation 9 : Développer les services publics européens ad hoc et le soutien aux activités derecherche publique européennes permettant de développer la capacité à suivre les événements du cieltransitoire à toutes les échelles de luminosité (luminosité de l’objet et amplitude de variation), toutes leséchelles spatiales (objets en mouvement), toutes les échelles temporelles (milli-seconde à multiséculaire) et toutes les échelles spectrales. Cette recommandation permettrait non seulement derenforcer la capacité de l'Europe à vérifier le respect des règles établies pour les satellites, mais aussi àaméliorer sa recherche fondamentale et d'assurer la sécurité de ses propres infrastructures ou de celles
de ses entreprises.
Recommandation 10 : Parmi les mesures devant être encouragées auprès des opérateurs européens et
non européens (hors service de défense) :●●●Limiter la magnitude visuelle apparente des satellites à Vmag > 7.0 + 2.5 × log10(SatAltitude /550 km) afin que les images restent exploitables et renforcer la R&T pour réduire cetteempreinte lumineuse
Rendre accessibles, à des fins de recherche, les éléments orbitaux / éphémérides précis dessatellites
o pour adapter les programmes d'observation afin d'éviter les satellites brillantso pour prédire les configurations d’occultations d’astres en arrière-plan
Rendre accessibles, à des fins de recherche, les diagrammes d’émission angulaire des satellites(diagrammes d’antenne)

Recommandation 11 : Dans le cadre de ces activités sur la scène internationale la Commission
européenne devrait :● Plaider pour l'élaboration de mesures et standards appropriés dans le cadre de l'UIT● Plaider pour la détermination d’un maximum de contribution artificielle afin de limiterl’augmentation globale du fond diffus du ciel.
Recommandation 12 : Inclure dans le cadre des programmes de financements européens le lancement
de programmes d'observations afin de mesurer précisément l'impact et le coût des satellites sur lesmesures scientifiques (optique, radio...) ainsi que des programmes de recherche et développement (enpartenariat public-privé) afin de mettre au point des solutions techniques limitant la réflectivité dessatellites.
Concernant les activités de recherche nécessitant des technologies spatiales
De nos jours, la recherche astronomique ne se limite pas aux activités au sol mais se base également sur
l’envoi de télescope d’observation en orbite dont les images, en dehors de leur intérêt pour la recherche,
suscitent un fort intérêt du grand public. S’il est possible de penser que ces satellites représentent une
solution aux difficultés entraînées par l’augmentation des activités spatiales sur les infrastructures ausol, cet argument ne reflète pas la réalité scientifique de l'utilisation de ces télescopes, dont les données
collectées sont en réalité complémentaires de celles obtenues au sol. Il n'est donc pas souhaitabled'envisager le déplacement des activités astronomiques dans l'espace comme une solution aux
problèmes susmentionnés.
En outre, la question de la pollution lumineuse affecte également ces satellites. Comme indiqué
précédemment, la réflexion des satellites et débris n’est pas uniquement dirigée vers la Terre maiségalement vers l’espace entraînant ainsi une dégradation des données de certains satellites en orbite
basse.
L'augmentation du nombre de satellites en orbite représente également un risque pour les instrumentsscientifiques en 1) limitant leur durée de vie en raison du nombre accru de manœuvres d'évitement qui
consomment les réserves de carburant nécessaires et 2) en augmentant le risque de collision directe, ce
qui pourrait entraîner la perte de ces satellites.
Alors que la majorité des variables nécessaires à l’observation du climat requièrent aujourd’hui destechnologies spatiales, l’augmentation du risque de collision et le non respect du besoin prioritaire durespect des activités de recherche font également peser un risque important en cas de collision enchaîne (Syndrome dit de « Kessler ») et de la perte d’instruments nécessaires au suivi des indicateurs
climatiques et des modélisations. Des pertes inestimables, aussi bien d’un point de vue scientifiqueque sociétal, seraient alors inévitables.
Recommandation 13 : Rendre contraignant, dans le cadre de l’attribution de critère de soutenabilité, latransmission d’informations avec les organismes de recherche.
Recommandation 14 : Inclure le besoin prioritaire du respect des activités de recherche dans le cadre desmanœuvres d’évitement dans les constantes d’évaluation des pratiques soutenables.
Concernant l’impact sur la biodiversité et les objectifs climatiques de l’UE
Pollution lumineuse, désorbitation & Biodiversité
Il faut noter que l'augmentation globale de la luminosité du ciel peut également avoir des impacts sur labiologie et les espèces vivantes. Plusieurs études scientifiques ont, par exemple, mis en évidence que laréduction de la visibilité de la Voie lactée a un impact sur les schémas migratoires de nombreuses
espèces 4. Par ailleurs, les recherches sur les effets d'une augmentation des rentrées atmosphériques desatellites 5 et de débris ou de l'accumulation de débris dans les océans restent limitées et bénéficieraientd'un soutien supplémentaire aussi bien dans le cadre de la mise en œuvre de cette loi qu’au regard desobjectifs environnementaux de l'Europe.
Recommandation 15 : Dans le cadre des mesures d’évaluation des impacts des activités spatiales,
l’Europe devrait également renforcer le financement de la recherche dédiée aux impacts de ces activités
dans le domaine climatique et de la biodiversité.
A titre d’exemple le CNRS coordonne le réseau « écologique sombre » regroupant des laboratoires dedivers organismes de recherches et destiné à intégrer les processus écologiques associés aux paysages
nocturnes dans la lutte contre la pollution lumineuse et les stratégies de conservation de la biodiversité.

4

https://www.nature.com/articles/s41550-023-01904-2

5 https://www.nature.com/articles/s41598-021-89909-7