Un degré par seconde : la Station spatiale au smartphone

Presque toutes les cibles du ciel ont la politesse d’attendre. Une nébuleuse reste à sa place pendant des heures, et si le trépied penchait ce soir, vous la reprendrez demain à l’identique. La Station spatiale internationale, elle, fonctionne comme un train : elle part à l’heure inscrite sur la fiche horaire, traverse le ciel en quelques minutes et disparaît, et le prochain passage correct peut tomber dans deux jours comme dans deux semaines. Arriver avec le téléphone encore au fond de la poche, c’est regarder.

Un point qui renvoie le Soleil

La station n’émet aucune lumière propre. Vous la voyez parce qu’elle réfléchit le Soleil, pour la même raison que vous voyez la Lune, et la NASA la présente comme le troisième objet le plus brillant du ciel : un point blanc régulier qui glisse entre les étoiles sans clignoter, repérable à l’œil nu, sans le moindre instrument.

De là découle la seule fenêtre utilisable. En plein jour le fond de ciel est trop clair, en pleine nuit la station vole dans le cône d’ombre de la Terre et n’a plus rien à renvoyer. Tous les passages visibles tombent dans les heures qui entourent le coucher et le lever du Soleil, quand il fait déjà sombre en bas alors que là-haut, à quatre cents kilomètres, le Soleil brille encore. La même géométrie explique la façon dont certains passages se terminent. Le point ne se couche pas toujours à l’horizon : s’il entre dans l’ombre terrestre à mi-hauteur, il s’éteint sur place, en quelques secondes, et sur votre photo la traînée s’amincit jusqu’à s’évanouir en plein ciel. C’est la plus belle fin que ce sujet sache offrir, et la prévision vous l’annonce à l’avance.

Le calcul qui décide de tout

Trois chiffres de la NASA suffisent. La station orbite à environ 28 000 kilomètres par heure, à une altitude moyenne d’à peu près 400 kilomètres, et boucle un tour de la planète toutes les quatre-vingt-dix minutes. Une division donne le reste : au zénith, quasiment au-dessus de votre tête, ces 7,8 kilomètres par seconde se traduisent par un peu plus d’un degré par seconde de vitesse apparente.

Un degré par seconde, le ciel ne vous le montre pratiquement jamais. Les étoiles dérivent de quinze secondes d’arc par seconde, soit deux cent cinquante fois plus lentement. Une pose de dix secondes, celle qui vous ramène d’ordinaire un champ stellaire propre, trace au moment de la culmination une traînée de onze degrés : dans le grand-angle principal d’un téléphone, qui couvre environ 74 degrés à l’horizontale, cela fait un bon septième de la largeur du cadre. Bas sur l’horizon, tout ralentit, parce que la station est bien plus loin et que la géométrie raccourcit son déplacement. La partie rapide, c’est le milieu.

La préparation se fait avant, assis

Les prévisions de passage sont publiées par la NASA sur Spot the Station, gratuitement, et chaque ligne contient exactement les quatre informations utiles au photographe : l’heure, la durée au-dessus de l’horizon, la hauteur maximale en degrés (zéro pour l’horizon, quatre-vingt-dix pour le zénith) et les points cardinaux d’apparition et de disparition.

La hauteur maximale sert de premier filtre. Un passage qui culmine à quinze degrés reste accroché aux toits, aux arbres et à la brume basse, là où l’atmosphère avale l’essentiel de la lumière. Au-dessus de quarante degrés le point sort net et se moque de n’importe quel lampadaire. Les directions, elles, servent à cadrer, et voilà la contrainte que les astrophotographes au télescope ne rencontrent jamais : un passage haut balaie jusqu’à cent quatre-vingts degrés de ciel, votre grand-angle en prend soixante-quatorze. La trajectoire entière n’entre pas dans une image. Choisissez à l’avance le morceau que vous voulez raconter, de préférence celui sous lequel il y a quelque chose au sol, un clocher, une crête, un pylône. Un trait blanc sur fond noir sans repère est un graphique. Le même trait qui passe au-dessus d’une silhouette reconnaissable devient une photographie.

Sur place, arrivez avec dix minutes d’avance et servez-vous des dix. Trépied planté, cadrage arrêté, mise au point bloquée à la main sur une étoile brillante, balance des blancs en manuel, exposition d’essai déjà faite sur le ciel vide. Quand le point apparaît, plus rien ne se règle : on déclenche et on laisse tourner.

Les réglages sont ceux des filés, à une différence près

La méthode est empruntée presque entièrement aux filés d’étoiles. Séquence continue de poses de dix à quinze secondes, ISO le plus bas possible (la station est lumineuse, le bruit ne l’est pas), RAW, intervalle entre deux vues réduit au minimum que l’application autorise. À la maison, les images se combinent par le maximum, en gardant pour chaque pixel la valeur la plus haute de la série : la traînée se recompose morceau par morceau sur le même ciel étoilé.

La différence tient à ce qu’il ne faut surtout pas faire ce soir-là. Le métier ordinaire d’une application d’empilement comme AstroStackerPro consiste à aligner sur les étoiles puis à moyenner les images, ce qui est la bonne opération pour tout ce qui reste immobile : additionnez des dizaines de poses, le bruit s’annule, le signal demeure. Appliquée à un sujet qui parcourt onze degrés en dix secondes, elle produit l’inverse. La lumière de la station se répartit sur toutes les positions occupées, se divise par le nombre de vues, et il ne reste qu’un voile gris là où une ligne devait s’inscrire. Le maximum la garde, la moyenne l’efface.

Il existe aussi une voie plus simple, et elle marche très bien : une seule pose longue, vingt ou trente secondes, prise au moment où le point est le plus haut. Vous en ramenez un unique fragment de traînée, continu et sans montage, et c’est la manière la plus rapide de transformer un passage en image publiable le soir même.

Les pointillés que les étoiles ne montraient pas

Entre la fin d’une pose et le début de la suivante, le téléphone écrit le fichier, et pendant cette seconde ou deux le ciel continue de tourner. Sur les filés d’étoiles le trou existe mais reste invisible, puisqu’une étoile se déplace d’à peine un demi-pixel en deux secondes. Refaites le calcul à un degré par seconde : deux secondes d’écriture coûtent deux degrés de ciel, quatre diamètres lunaires, un vide parfaitement lisible sur l’écran du téléphone.

Recomposée à partir d’une séquence, la traînée de la station sort en pointillés. C’est la signature du sujet plutôt qu’un défaut à masquer, la preuve visuelle que ce point courait. Pour l’obtenir continue, il n’y a qu’une solution, la pose unique décrite plus haut. Pour l’obtenir régulièrement pointillée, gardez un intervalle constant et ne touchez pas au téléphone en cours de passage.

Les pointillés répondent aussi à la question qui revient toujours quand on ouvre les fichiers à la maison : cette ligne était-elle vraiment la station, ou un satellite de plus. La luminosité constante et la trajectoire rectiligne, les deux les partagent, et les trois signatures qui séparent météores, satellites et avions sont déjà détaillées dans le texte sur la photographie des étoiles filantes. La preuve qui tranche, c’est l’horloge : si la ligne apparaît à la minute prévue et dans la direction prévue, c’est elle.

Ce que le téléphone ne vous donnera pas

Autant le dire franchement avant de prendre la voiture. La station mesure 109 mètres d’un bout à l’autre, le plus grand objet que l’humanité ait jamais mis en orbite, et vus de quatre cents kilomètres ces 109 mètres couvrent moins d’une minute d’arc de ciel : environ 56 secondes d’arc. Un pixel du grand-angle d’un téléphone en couvre soixante-dix. Au meilleur instant du meilleur passage de votre vie, la Station spatiale internationale tient dans un seul pixel. Pas de panneaux solaires, pas de modules, pas de silhouette en croix. Ces images-là naissent de télescopes à suivi rapide, et c’est un autre sport.

Cela vaut également pour les transits devant la Lune et le Soleil, qui circulent de temps en temps et ressemblent à une excellente idée. Ils durent moins d’une seconde, souvent une demi-seconde, et figer la silhouette demande des vitesses inférieures au millième : hors de portée d’un téléphone, et dans le cas du Soleil hors de question sans filtre solaire certifié devant l’objectif.

Reste le passage, ce qui fait déjà beaucoup. Un point brillant qui monte d’un horizon, coupe le ciel à une vitesse qu’on voit à l’œil, s’éteint parfois à mi-chemin, et laisse sur votre photo un trait blanc au-dessus du clocher du village. Dans ce pixel, des gens regardent le seizième coucher de Soleil de leur journée.