PRÉSENTATION

Un satellite artificiel est un appareil issu de l'activité de l‘Homme et mis en orbite par lui. Ces temes 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 et les lois de Kepler.

Le premier satellite artificiel Spoutnik l fut lancé par l'URSS en 1957. Depuis cette époque, plus de 5 000 satellites artificiels ont été mis en orbite. Une conséquence de cette activité a été de créer une pollution spatiale. De nombreux satellites artificiels, en et hors service, tournent actuellement autour de la Terre, mais aussi autour d'autres planètes du système solaire.

Selon l'association UCS (Union of Concerned Scientists), 2 063 satellites opérationnels étaient en orbite autour de la Terre au 1er avril 2019. Le plus ancien encore en opération est un satellite amateur américain, Amsat-Oscar 7 (AO-7), lancé le 15 novembre 1974. La cadence des lancements s'est brusquement accélérée ces dernières années, avec 378 satellites lancés en 2017 et 375 satellites en 2018. Attention : il ne s'agit pas du nombre de fusées, car les lancements multiples sont devenus la norme. Le 15 février 2017, l'Inde a ainsi battu un record avec 104 satellites en un seul tir.

CLASSEMENT DES SATELLITES EN FONCTION DE LEUR ORBITE

Les orbites des satellites se situent à des altitudes plus ou moins élevées, classées en orbite basse, moyenne ou haute.

• à défilement, et notamment les satellites en orbite basse ou LEO. Ils constituent 64 % des satellites (1.325). Ils sont situés entre 500 et 2.000 kilomètres d'altitude. Cette proximité permet un temps de latence très court et une moindre énergie au lancement. Elle est utilisée notamment pour les systèmes de télécommunication, d'imagerie terrestre, radioamateur, constellations de téléphonie mobile , scientifique ou la météorologie.
• géosynchrones, dont font partie les satellites géostationnaires, ces derniers constituant 27 % d'entre eux (554) et navigent ainsi à 36.000 kilomètres d'altitude restant à tout moment au-dessus du même point de l'équateur terrestre. Ils servent notamment pour les services de communication comme la télévision, la météo…
• héliosynchrones (polaire) à défilement 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

L'orbite moyenne, située entre 2.000 et 36.000 kilomètres, sert quant à elle aux satellites de navigation tels que le GPS.

L'ORBITE D'UN SATELLITE ARTIFICIEL

La vitesse imprimée par le lanceur au satellite lui permet de se maintenir pratiquement indéfiniment dans l'espace en décrivant une orbite autour du corps céleste. Celle-ci, définie en fonction de la mission du satellite, peut prendre différentes formes - héliosynchrone, géostationnaire, elliptique, circulaire - etc…

DOMAINES D'UTILISATIONS DES SATELLITES ARTIFICIELS

1. Les satellites scientifiques : 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.
2. Les satellites d'astronomie : ce sont en fait des télescopes en orbite. Là aussi, le spectre d‘observation est large. Exemples : le satellite Hubble, Chandra (observatoire en rayons X), ISO, Corot, Herschel, Planck…
3. Les satellites 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.
4. Les satellites de détection : 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.
5. Les satellites 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 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.
6. Station spatiale : ce type de satellite est destiné à être habité en permanence 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 habitée en permanence depuis 2002.
7. 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)  

Il y a de plus en plus une prolifération des satellites artificiels. Ceci est liée à deux phénomènes : d'une part, de plus en plus de pays s'intéressent à l'espace. L’Angola a ainsi lancé son premier satellite en 2017, destiné à fournir des services de communication (radio, télévision, voix) et d'Internet haut débit au-dessus du continent africain et d'une partie de l'Europe. D'autre part, les satellites se miniaturisent avec l'apparition de CubeSats et autres nanosatellites pas plus gros qu'une boîte à chaussures.

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