Tempêtes solaires : pourquoi les Starlink tombent du ciel

Je suis tombé sur cette info récemment et elle m'a sincèrement surpris : une tempête sur le Soleil, à 150 millions de kilomètres de nous, peut faire retomber des dizaines de satellites Starlink en quelques jours. Je savais que les éruptions solaires brouillaient le GPS ou les radios, mais qu'elles aient un effet aussi physique, aussi brutal, sur du matériel en orbite, ça je ne l'avais pas vu venir. Voilà ce qui se passe, expliqué simplement.

Pourquoi une tempête solaire peut faire tomber un satellite ?

Quand le Soleil s'agite, il envoie vers la Terre un nuage de particules électriques (les éruptions et les éjections de matière de sa surface). En arrivant près de nous, ce flux vient cogner le champ magnétique terrestre et y déverse une énorme quantité d'énergie. Cette énergie chauffe la très haute atmosphère, la couche d'air extrêmement raréfié dans laquelle volent les satellites en orbite basse.

Et un gaz qui chauffe, ça se dilate. La haute atmosphère gonfle alors comme un ballon et remonte de plusieurs dizaines de kilomètres. Résultat : à l'altitude où croise un satellite, l'air devient soudain plus dense qu'en temps normal. Or un satellite file à près de 28 000 km/h. Même une pincée d'air en plus, à cette vitesse, ça représente un freinage violent. C'est exactement comme passer la main par la fenêtre d'une voiture : à 30 km/h tu ne sens presque rien, à 130 km/h ça pousse fort. Le satellite, lui, freine, perd de l'altitude, descend vers une couche encore plus dense, freine davantage, et finit par plonger dans l'atmosphère où il se désintègre.

Le mécanisme en quatre temps : le Soleil envoie ses particules, elles chauffent la haute atmosphère, celle-ci gonfle, et le satellite qui la traverse est freiné jusqu'à perdre son orbite.

Le terme technique pour ce frottement, c'est la « traînée atmosphérique ». Retiens juste l'idée : plus d'air égale plus de frein égale chute. Et une tempête solaire, c'est précisément ce qui ajoute de l'air là où il ne devrait presque pas y en avoir.

Février 2022 : la nuit où SpaceX a perdu 38 satellites d'un coup

L'exemple le plus parlant date du 3 février 2022. Ce jour-là, SpaceX met en orbite 49 satellites Starlink tout neufs, sur une trajectoire volontairement très basse (environ 210 km au plus près de la Terre). Cette altitude basse est un choix assumé : si un satellite tombe en panne juste après le lancement, il retombe vite et se désintègre proprement, sans laisser de débris qui traînent pendant des années.

Sauf que le lendemain, une tempête géomagnétique frappe. Et pas une tempête monstrueuse : un épisode seulement modéré, le genre d'événement assez banal. Mais il suffit. La traînée subie par les satellites grimpe d'un coup de 50 % par rapport aux lancements précédents. Les équipes tentent de mettre les engins « en tranche », à plat face au flux pour offrir le moins de surface possible, comme on tourne une feuille de papier dans le vent. Trop tard pour la plupart : seuls 11 des 49 satellites s'en sortent. Les 38 autres n'ont pas la puissance pour remonter contre ce frein et rentrent dans l'atmosphère dans les jours qui suivent. Environ 20 millions de dollars partis en fumée, au sens propre.

Ce qui m'a marqué dans cette histoire, c'est qu'il n'a pas fallu un cataclysme. Juste une tempête ordinaire, au mauvais moment, sur des satellites placés un peu trop bas. C'est aussi ce qui rend le sujet intéressant pour qui s'intéresse à l'internet par satellite : la météo de l'espace fait désormais partie des contraintes du métier.

2024-2025 : le Soleil en fait tomber de plus en plus

Le problème ne s'est pas arrêté en 2022, au contraire. Le Soleil suit un cycle d'environ 11 ans, avec des périodes calmes et des périodes très agitées. La NOAA (l'agence américaine qui surveille la météo de l'espace) a confirmé en octobre 2024 que nous étions en plein pic d'activité, le fameux « maximum solaire ». Et les chiffres de rentrées de Starlink suivent cette courbe de façon spectaculaire.

Même satellite, même orbite : à gauche par temps calme, l'air est rare et le satellite file tranquillement ; à droite pendant une tempête, l'atmosphère gonflée le freine et le tire vers le bas.

Regarde la progression du nombre de Starlink retombés dans l'atmosphère : 78 en 2021, 99 en 2022, 88 en 2023, puis 316 en 2024. Une vraie envolée. Pendant la superstorm de mai 2024 (la plus forte tempête solaire depuis vingt ans), un satellite baptisé Starlink-2601 a perdu près de 95 km d'altitude par jour avant de plonger. À ce rythme, une orbite ne tient pas longtemps.

Deux effets se cumulent ici, et c'est important pour ne pas se tromper d'explication. D'abord, la flotte a énormément grossi : il y a aujourd'hui plus de 6 000 Starlink là-haut, donc beaucoup plus d'engins en fin de vie qui se désorbitent volontairement (un Starlink dure environ 5 ans). Une partie de ces 316 rentrées de 2024, ce sont donc des fins de vie normales. Mais le maximum solaire ajoute son grain de sel : l'atmosphère dilatée freine toute la flotte en permanence, accélère ces fins de vie et complique le maintien en orbite. Cette accumulation d'objets qui brûlent dans la haute atmosphère commence d'ailleurs à poser des questions sur l'empreinte du numérique sur l'environnement, jusque dans l'espace.

Qu'est-ce que SpaceX a changé depuis ?

SpaceX a tiré les leçons de 2022, sur trois fronts. Le plus simple d'abord : l'altitude de déploiement. Les satellites ne sont plus largués à 210 km, mais au-dessus de 300 km. Plus haut, l'air est tellement plus rare qu'une hausse de densité a beaucoup moins d'effet, et les engins ont le temps de remonter avant d'être condamnés.

Ensuite, la météo de l'espace fait désormais partie de la planification. En 2022, la tempête n'avait pas été anticipée. Aujourd'hui, un lancement peut être décalé si un épisode est annoncé, et la manœuvre de mise « en tranche » est mieux rodée. Enfin, le matériel a évolué : la nouvelle génération de Starlink (les V2 mini, depuis 2023) embarque des moteurs électriques à l'argon qui poussent environ 2,4 fois plus fort que les précédents. Plus de poussée, c'est plus de capacité à lutter contre le frein et à grimper vite hors de la zone dangereuse.

Est-ce que le problème est réglé pour autant ? Non. Ces mesures ont évité de revivre la perte d'une grappe entière comme en 2022, mais elles n'offrent pas d'immunité : SpaceX perd encore des satellites isolés lors des grosses tempêtes (mai et octobre 2024 en témoignent). Le vrai répit viendra surtout quand le cycle solaire redescendra vers son creux, attendu autour de 2030. En attendant, là-haut, c'est le Soleil qui décide.

FAQ

Une tempête solaire est-elle dangereuse pour nous, au sol ?

Pour ton corps, non : l'atmosphère et le champ magnétique nous protègent très bien. Les risques concernent surtout les technologies, à savoir les satellites, le GPS, les communications radio, et dans les cas extrêmes les réseaux électriques. Le plus visible côté grand public, ce sont les aurores boréales, qui descendent plus au sud pendant ces épisodes.

Combien de satellites Starlink sont déjà retombés ?

Plus de 500 entre 2020 et 2024, dont 316 pour la seule année 2024. Une partie sont des fins de vie volontaires, mais le pic d'activité solaire actuel accélère nettement le mouvement.

Les débris des Starlink qui retombent sont-ils dangereux ?

Les Starlink sont conçus pour se désintégrer entièrement en rentrant dans l'atmosphère, justement pour ne pas atteindre le sol. C'est même une des raisons de leur orbite basse. Le débat porte plutôt sur les métaux relâchés en haute atmosphère à grande échelle, un sujet encore à l'étude.

Pourquoi les Starlink sont-ils plus touchés que d'autres satellites ?

Parce qu'ils volent bas (là où l'atmosphère est dense et réagit le plus aux tempêtes), qu'ils sont très nombreux, et qu'ils passent par une phase à basse altitude juste après le lancement. Les satellites placés à plusieurs centaines ou milliers de kilomètres sont bien moins concernés.

Le phénomène va-t-il empirer ?

Sur le court terme, le maximum solaire de 2024-2025 maintient une activité élevée. La tendance devrait s'apaiser à mesure que le cycle redescend vers son minimum, attendu autour de 2030, avant de repartir pour un nouveau cycle.

Sources

• Unexpected space weather causing the reentry of 38 Starlink satellites : étude de référence sur l'incident de février 2022.
• The Thermosphere Is a Drag (Berger, 2023) : lien entre tempêtes géomagnétiques et menace sur l'orbite basse.
• Tracking reentries of Starlink satellites (cycle solaire 25) : suivi des rentrées pendant la montée du cycle solaire 25.
• Loss of 12 Starlink Satellites (mai 2024) : pertes liées à la superstorm géomagnétique de mai 2024.
• Satellites face new challenges from solar storms : confirmation du maximum solaire par la NOAA et mise en contexte.