Des chercheurs de l'Université de Graz ont trouvé un moyen d'utiliser les signaux des satellites de communication pour étudier les changements climatiques et suivre les phénomènes météorologiques en temps réel. Cette innovation ouvre de nouvelles perspectives pour la surveillance de notre planète.
Traditionnellement, les satellites de communication, comme ceux de Starlink ou OneWeb, servent à transmettre des données. Pourtant, une équipe de l'Institut de géodésie de l'Université de Graz a réussi à exploiter leurs signaux pour des applications scientifiques. En analysant les variations de fréquence dues à l'effet Doppler, ils peuvent désormais mesurer les changements du champ gravitationnel terrestre et observer des événements climatiques en direct.
L'effet Doppler au service de la science
L'observation de la Terre par satellite repose sur un principe simple: les variations du niveau des mers ou des nappes phréatiques modifient le champ gravitationnel, influençant ainsi les trajectoires des satellites. En étudiant ces modifications, les scientifiques obtiennent des données précieuses sur l'évolution de notre environnement.
Les signaux des satellites de communication, plus nombreux et puissants que ceux des satellites de navigation, offrent une résolution temporelle bien supérieure. Cela permet de détecter des changements à court terme, comme des précipitations intenses ou des variations du niveau de la mer. Ces informations sont essentielles pour la recherche climatique.
Cependant, les opérateurs de satellites ne divulguent pas la structure de leurs signaux, ce qui complique leur utilisation. Malgré cela, les chercheurs ont identifié des tonalités constantes dans les signaux de Starlink. En mesurant leur décalage fréquentiel grâce à l'effet Doppler, ils ont pu déterminer des positions avec une précision de 54 mètres.
Vers une précision accrue
Bien que cette précision soit insuffisante pour des applications géodétiques avancées, elle démontre la faisabilité de la méthode. Les chercheurs utilisent actuellement une antenne satellite fixe, mais envisagent d'améliorer leurs résultats avec des antennes mobiles capables de suivre les satellites.
En multipliant les points de mesure, ils espèrent réduire les erreurs et affiner leurs calculs. L'objectif est d'atteindre une précision de quelques mètres, ce qui permettrait de mieux comprendre les changements du champ gravitationnel terrestre et d'affiner les modèles climatiques.
Les chercheurs développent également de nouvelles méthodes de traitement des signaux pour extraire des données plus précises. Ces avancées pourraient permettre d'améliorer l'étude de notre planète, en offrant des outils plus performants pour surveiller son évolution.
Pour aller plus loin: Qu'est-ce que l'effet Doppler ?
L'effet Doppler est un phénomène physique où la fréquence d'une onde change selon le mouvement relatif entre la source et l'observateur. Il est souvent illustré par le changement de tonalité d'une sirène d'ambulance qui s'approche puis s'éloigne.
Pour les satellites, cet effet permet de mesurer les décalages de fréquence des signaux émis. En analysant ces variations, les chercheurs peuvent déterminer la vitesse et la position des satellites, ainsi que les modifications du champ gravitationnel terrestre.
Cette technique est déjà utilisée en astronomie pour étudier le mouvement des étoiles et des galaxies. Son application à l'observation de la Terre ouvre de nouvelles possibilités pour la recherche climatique et météorologique.