Transit ISS devant la Lune depuis Elk Grove - non truquée (ou presque)

[Fred_76]

Transit ISS devant la Lune depuis Elk Grove - non truquée (ou presque)

Le 6 janvier 2021, Andrew McCarthy publie cette photo sur la page « Astrophotography » de Facebook.

 

 

Elle montre l’ISS passant devant un fin croissant de Lune. La photo est accompagnée du texte suivant :

 

“The ISS transiting a slim crescent moon in broad daylight. Captured off the side of the road, about 15 miles from my home. Captured using an EdgeHD800 and an asi174mm.” (Trad. L’ISS transitant devant un fin croissant de lune en plein jour. Capturé au bord de la route, à environ 15 miles de ma résidence avec un EdgeHD800 et une asi174mm.)

 

Curieusement, la photo montre clairement des couleurs alors que la caméra utilisée est monochrome. À ma question Andrew répond :

 

“This was captured using two cameras. I had a second telescope shooting with a color camera simultaneously.” (Trad. Cela a été capturé avec deux caméras, j’avais un second télescope qui imageait simultanément avec une caméra couleur.)

 

Dans les autres commentaires faits sur la photo, on découvre qu’un article de PetaPixel parle de cette prise de vue et montre une photo de la Lune entière avec l’ISS.

 

 

L’article donne d’autres détails. On y lit que l’événement a eu lieu le 14 octobre 2020, dans la matinée, et qu’il a procédé en 3 étapes. Tout d’abord des prises de vues avant le lever du Soleil pour avoir la partie non éclairée de la Lune avant qu’elle ne soit rendue invisible par la lumière du jour. Puis le film du transit et enfin une mosaïque afin d’avoir la lune entière. Les 3 séries ont été combinées pour faire l’image finale. L’événement était préparé depuis un peu moins d’un mois.

 

Maintenant, il faut calculer un peu pour démêler les faits. On va commencer par calculer l'échantillonnage des pixels sur l'image la mieux résolue. Pour cela il faut comparer la taille de la Lune en pixels avec sa taille apparente réelle en secondes d'arc à la date de la prise de vue :

 

 

La Lune a un diamètre de l’ordre de 2140 pixels sur la photo. En regardant sur Skysafari, on voit que le 14/10/2020 la Lune avait un diamètre apparent de 33,1 minutes d’arc. L’échelle de la photo est donc de 33,1*60/2140=0,928’’/pixel.

 

À cette date, depuis Elk Grove, SkySafari indique que la Lune se trouvait à une hauteur comprise entre 30,0° au lever du Soleil vers 7h15 et 58,6° à son point culminant vers 11h15. Un calcul trigonométrique un peu compliqué permet de déterminer la distance entre l’observateur et l’ISS en fonction de la hauteur du satellite au-dessus de l’horizon. Si on note Ro le rayon de la Terre, H l’altitude de l’orbite de l’ISS et A l’angle apparent entre l’horizon et l’ISS, on a la distance D recherchée avec la relation :

 

 

Le rayon de la Terre est de 6371 km. On récupère l'altitude d'ISS sur le site Heavens Above, qui donne son évolution les 365 derniers jours.

 

Mi-octobre 2020, l’ISS se trouvait à peu près à 418,8 km d’altitude. On en déduit que la distance entre le photographe et l’ISS était comprise entre 774 km au lever du Soleil et 487 km quand la Lune culminait.

 

D'autre part, on retrouve rapidement les dimensions de l'ISS, 109 m en largeur et 73 m en longueur.

 

On est maintenant en mesure de calculer l'angle apparent de l'ISS avec la relation :

 

Cela donne un angle apparent théorique de 29,1’’ x 19,5’’ au lever du Soleil à 46,3’’ x 31,0’’ quand la Lune culmine, ou à l’échelle de 0,928’’/px de la photo entre 31,4 x 21,0 px et 49,9 x 33,4 px ce qui est conforme à ce qu'on peut mesurer sur la photo :

 

 

Les proportions entre la Lune et l'ISS sont donc correctes. Ce n'est pas un trucage comme on avait pu le constater avec le transit de l'ISS devant Saturne par un autre astram.

 

En calculant la hauteur à laquelle devait se trouver l’ISS pour que ses dimensions théoriques apparentes correspondent à celles mesurées sur la photo, la hauteur de la Lune devait être comprise entre 43° et 55° environ quand le transit a été enregistré. SkySafari permet de déduire un créneau horaire de 8h30 à 10h00 du matin, heure locale. Ca confirme la prise de vue dans la matinée.

 

Y-a-t-il eu un transit de l’ISS devant la Lune visible depuis la banlieue d’Elk Grove en Californie le 14 octobre 2020 matin ?

 

Pour répondre à cette question, il faut ruser un peu, merci à @den pour l’astuce. Il faut commencer par demander les données TLE de l’ISS sur le site Celestrak. Je les ai demandées pour toute l’année 2020. Les données TLE qui correspondent le mieux au créneau horaire sont les suivantes :

 

1 25544U 98067A   20287.72142716  .00000704  00000-0  20721-4 0  9996
2 25544  51.6440 121.9619 0001476  28.3262  22.3769 15.49301237250395

 

J'ai ensuite chargé ces données dans le site de simulation SatFlare.com et après m'être déplacé dans le temps jusqu’au 14/10/2020 j'ai constaté qu’un transit avait bien été visible le 14/10/2020 à 16h31 UTC ou 9h31 heure locale dans la banlieue de Elk Grove, et il tombe bien dans le créneau que j’avais déterminé précédemment :

 

 

Conclusion

 

La photographie d'Andrew McCarthy n’est pas un trucage, ou presque.

 

L’événement montré est bien celui qui a été filmé entre 9h31 et 9h32 heure locale le 14 octobre 2021 quelque part à environ 15 miles (24 km) entre le sud et l’est de Elk Grove en Californie. Sur les photos, la phase de la Lune ainsi que les dimensions relatives de l’ISS et de la Lune sont compatibles avec cet instant. Entre temps, j’ai trouvé un post d’Andrew McCarthy sur Twitter où il indique qu’il a effectivement filmé cet évènement à 9h31.

 

Par contre les couleurs de l'ISS n'ont pas été prises ce jour, on peut dire qu'elles sont presque fausses. 

 

Effectivement, sur Twitter, Andrew précise qu’il a utilisé des images d’ISS prises un autre jour, cette fois avec une caméra couleur, afin de donner la teinte dorée aux panneaux solaires. C’était en effet étonnant de trouver de la couleur dans l’ISS alors qu’il l’avait filmée avec une asi174mm monochrome…

 

La couleur de la Lune et du ciel proviennent probablement de l'autre série d'images qu'il a prise avec le second télescope.

 

La quantité de détails visible sur l’ISS était aussi questionnable, mais Andrew McCarthy m'a précisé qu'il avait traité le film avec Autostakkert, renforcé les détails avec Registax, et avait utilisé Topaz à fond pour renforcer les détails et réduire le bruit, sans aucune retouche au pinceau.