Satellite artificiel

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Une maquette taille réelle d'un satellite d'observation de la Terre, ERS 2. Un satellite artificiel est un appareil issu de l'activité de l'Homme et mis en orbite par lui. Ces termes désignent donc un objet humain envoyé dans l'espace et animé d'un mouvement périodique autour d'un corps de masse prépondérante, ce mouvement étant principalement déterminé par le champ de gravité de ce dernier. Le premier satellite artificiel Spoutnik I fut lancé par l'URSS en 1957. D
Satellite artificiel

Une maquette taille réelle d'un satellite d'observation de la Terre, ERS 2. Un satellite artificiel est un appareil issu de l'activité de l'Homme et mis en orbite par lui. Ces termes désignent donc un objet humain envoyé dans l'espace et animé d'un mouvement périodique autour d'un corps de masse prépondérante, ce mouvement étant principalement déterminé par le champ de gravité de ce dernier. Le premier satellite artificiel Spoutnik I fut lancé par l'URSS en 1957. Depuis cette époque, plus de 5 000 satellites artificiels ont été mis en orbite, ce qui engendre une pollution spatiale. De nombreux satellites artificiels tournent actuellement autour de la Terre, mais aussi autour d'autres planètes du système solaire.

Classement des satellites en fonction de leur orbite

Navstar-2. On distingue aussi les satellites par leur masse, ici trois microsatellites de quelques kilos avant leur lancement.
-géosynchrones, dont font partie les satellites géostationnaires (télécommunications, télévision directe, météo…) qui restent fixes au dessus d'un point de l'équateur terrestre ;
- à défilement, et notamment les satellites en orbite basse ou LEO (radioamateur, constellations de téléphonie mobile , scientifique) ;
- héliosynchrones (polaire) utilisée en particulier pour la télédétection; son avantage est que la portion de la Terre observée a toujours le même éclairage d'un passage à l'autre.

Domaines d'utilisation

NASA de la Corée du Sud en janvier 2004.

Satellite scientifique

Un satellite scientifique est destiné à des études scientifiques depuis l'espace. Ce sont les premières applications depuis Spoutnik 1. Cela peut concerner la géodésie, la géodynamique, la médecine, etc. L'observation de l'univers se fait avec des satellites d'astronomie.

Satellite d'astronomie

Ces satellites observent l'espace dans un but scientifique. Il s'agit en fait de télescopes en orbite. Là aussi, le spectre d'observation est large. Exemples : le satellite Hubble, Chandra (observatoire en rayons X), ISO, Corot, Herschel, Planck.

Satellite de télécommunications

Ces satellites sont utilisés pour transmettre des informations d'un point à l'autre de la Terre, notamment les communications téléphoniques, la transmission de données (par exemple Thuraya), les communications satellitaires et les programmes télévisés. Ces derniers transitent principalement par la flotte Eutelsat (Hot-Bird, Atlantic Bird 3, W1, 2, 3, etc.) et celle de la SES ou Société Européenne de Satellites, Astra 1 et 2. Ces satellites dits aussi de diffusion directe émettent des bouquets de chaînes payants et cryptés , ainsi que des centaines de chaînes TV&Radio en clair et gratuites, reçues sur une antenne, type parabole, domestique de petite dimension (< 60 cm) et de faible prix, que permet la forte puissance d'émission des satellites de diffusion.

Satellite de télédétection

Les satellites de télédétection observent la Terre, dans un but scientifique (température de la mer, manteau neigeux, sécheresse, …), économique (ressources naturelles, agriculture, etc.) ou militaire (rôle majeur dans les guerres contemporaines; ils sont plus couramment désignés sous le nom de satellites-espion). Le spectre d'observation est vaste, optique, radar, infrarouge, ultraviolet, écoute de signaux radioélectriques… Par exemple, les satellites de la famille SPOT observent le sol terrestre, METEOSAT est une famille de satellites météorologiques. La résolution atteint actuellement moins d'un mètre pour certaines gammes de fréquence. Celle ci dépend naturellement de la technologie employée mais aussi de l'altitude du satellite : une bonne résolution exige une orbite basse, mais ne permet pas une surveillance en temps réel par le même capteur, ce dernier ne revenant au-dessus du même site qu'après un long délai. Les satellites radar peuvent analyser, par des techniques interférométriques, des variations de quelques millimètres de certaines structures. Ils sont utiles pour examiner les mouvements des plaques continentales, particulièrement avant ou après un séisme, ou les variations d'épaisseur de la banquise. Le premier satellite à but proprement météorologique est le TIROS-1, lancé le 1 avril 1960 et suivi d'une longue série. En 1971 est lancé Eole, satellite français qui a pu analyser les trajectoires de ballons sonde et aider à déterminer la circulation des vents en hauteur.

Satellite de positionnement

Ces satellites permettent de connaître la position d'objets à la surface de la Terre, dans les airs (avions, missiles) et dans l'espace. Exemples : DORIS, le système américain GPS, le futur système européen Galileo; le système russe GLONASS. Dans cette catégorie, se situe également le système Argos de positionnement d'objets mobiles, datant de 1978 et inclus dans des satellites météorologiques américains.

Station spatiale

Ces satellites sont destinés à être habités par l'homme, dans un but scientifique, technique ou industriel, ou pour servir de relai pour des missions plus lointaines. Après les stations Saliout et Mir russes et la station Skylab américaine, la Station spatiale internationale est en orbite depuis 1998. Elle est habitée en permanence depuis 2002.

Sonde spatiale

Une sonde spatiale est destinée à observer un autre corps céleste: planète, astéroïde, comète, soit lors d'un simple survol (Voyager), soit de façon prolongée en se satellisant autour du corps céleste (Cassini-Huygens, Galileo).

Problématique de transmission

Puisqu'un satellite géostationnaire se trouve à environ 36 000 km d'altitude, une onde radio met un peu plus de 100 ms pour l'atteindre, et autant pour être acheminée à sa destination finale, d'où l'accusé de réception repart en sens inverse, le cheminement total représentant donc 400 ms. Non seulement ce délai se montre très gênant lors des communications téléphoniques (phénomène d'écho), mais il complique notablement la gestion des accusés de réception dans les transmissions par paquet, les en-cours se comptant alors par millions. Différentes techniques, dont historiquement la première fut la méthode ALOHA essaient de contourner le problème. Exemple : sur un canal ATM courant à 622 Mb/s, il convient de remarquer que les bits en transit dans l'atmosphère (déjà partis et pas encore arrivés) sont à tout moment au nombre de 124 millions, soit 15, 5 Mo ! Cela signifie qu'un contenu d'information correspondant à 10 disquettes se trouve suspendu quelque part dans l'espace sans support matériel.

Composition d'un satellite

- La charge utile permettant au satellite de mener à bien sa mission.
- La plate-forme assurant les fonctions annexes à la mission.

Collecte et traitement des données satellitaires

Les données satellitaires doivent être collectées et traités dans des systèmes aptes à gèrer les informations géospatiales. Par exemple, dans le domaine des données météorologiques, le programme de recherche mondial sur le climat (WCRP) a entraîné la création de l'ISCCP . Les données satellitaires sont collectées dans des centres de traitement sur des secteurs ou des aires spéciales, puis agrégées dans un centre de traitemet global .

Satellites et pollution spatiale

Un demi-siècle d'exploration spatiale a généré une pollution inévitable et plusieurs scientifiques et organismes internationaux posent sérieusement le problème de la gestion des dizaines de millions de déchets spatiaux en orbite autour de la terre. Ces déchets comprennent les vieux satellites devenus obsolètes, les outils, morceaux de ferraille, de plastique laissés sur place par les astronautes, etc.; chaque lancement de satellite a généralement laissé en orbite différents étages qui, en se séparant, libèrent à leur tour de petits fragments... (La tendance actuelle est de provoquer rapidement la rentrée du dernier étage dans l'atmosphère une fois le satellite mis en orbite). Ainsi, selon les évaluations, des millions d'objets tournent autour de la terre sans aucun contrôle, dont plus de 10 000 dépassant les 10 cm (on en prévoit 5 fois plus d'ici un siècle). En 50 ans, le nombre d'objets dans l'espace a d'ores et déjà dépassé la masse critique où la réaction en chaine semble inévitable. Chaque collision entre débris crée en effet d'autres débris, et ainsi de suite. De plus, ces déchets sont une menace constante pour les satellites en activité et les stations spatiales actuelle (ISS) ou futures dans lesquelles des astronautes séjourneront de façon permanente. Même s'ils semblent négligeables par leur taille, leur vitesse moyenne de 7 km par seconde rend tout impact catastrophique et aucun blindage actuel ne résiste aux objets ayant une taille supérieure à 1 ou 2 cm (estimés à 300 000). Par leur déplacement en orbite basse, le frottement des objets dans l'atmosphère entraine une usure naturelle sur une durée de quelques années à plusieurs centaines d'années, mais sur les orbites plus élevées le temps se compte en millénaires voire beaucoup plus... L'idéal serait donc de récupérer ces objets spatiaux, mais à l'heure actuelle aucune solution technique viable ne se dégage pour les collecter, ce qui n'empêche pas des sociétés de proposer l'envoi d'urnes funéraires dans l'espace.... En janvier 2007, l'essai d'un missile anti-satellite par la Chine, provoquant l'explosion d'un de leurs vieux satellites météorologiques en orbite, a augmenté d'au moins 1970 débris (recensement au début juillet 2007) la poubelle spatiale : un risque sensible pour la Station Spatiale Internationale et bien d'autres satellites qui circulent à des altitudes déjà bien encombrées. Aujourd'hui, la place de chaque nouveau satellite lancé (une vingtaine en moyenne par année, dont les trois quarts consacrés aux télécommunications) est soigneusement étudiée en fonction de l'encombrement des orbites. Quelques kilos de combustible sont conservés dans les réservoirs pour que, en fin de vie, ils soient dirigés sur une orbite "poubelle". L'avenir des activités spatiales en orbite en dépend.

Notes et références de l'article

Voir aussi

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