Satellites artificiels

Il existe des dizaines de types d'orbites, qui sont caractéristiques de différents astres et peuvent êtres rassemblées par divers critères comme l'altitude, l'excentricité, l'inclinaison, l'astre autour duquel le satellite gravite, etc. Nous nous focaliserons sur les orbites terrestres, qui regroupent déjà un certain nombre d'orbites différentes.

Caractéristiques
Une orbite est caractérisée par cinq paramètres :
   - Trois paramètres qui définissent l'orientation du plan dans l'espace :
        

- Son inclinaison : c'est l'angle entre le plan de l'orbite du satellite et le plan équatorial.
 
- La longitude du noeud ascendant : la ligne des noeuds est la droite passant par les deux points où se croisent le plan d'orbite du satellite et le plan équatorial. La longitude du noeud ascendant est le point où le satellite passe de l'hémisphère Sud à l'hémisphère Nord (en opposition au noeud descendant).
 
- L'argument du périgée : c'est l'angle formé par la ligne des noeuds et la direction du périgée.
 

 

   - Deux paramètres qui définissent la trajectoire dans un plan :
 

- Le demi-grand axe : c'est la moitié de la distance du plus grand diamètre de l'ellipse formée par l'orbite. Ce paramètre n'est possible qu'avec des orbites elliptiques, avec une parabole ou une hyperbole il perd son sens.
 

 

- L'excentricité : une ellipse est formée avec deux foyers, l'excentricité est le rapport de la distance entre un foyer et le centre de l'ellipse sur le demi-grand-axe. Elle définit le type de trajectoire :
 

- e = 0 : trajectoire circulaire
 
- 0 < e < 1 : trajectoire elliptique
 
- e = 1 : trajectoire parabolique
 
- e > 1 : trajectoire hyperbolique
 

 

Différentes orbites 

Nous classerons les orbites terrestres de la plus générale à la plus précise en rajoutant à chaque fois des critères :
 

- Orbite géosynchrone : C'est une orbite où la période est égale à un jour terrestre, elle a donc une altitude de environ 36 000km.

- Orbite géostationnaire : C'est une orbite circulaire avec une inclinaison de zéro (donc sur l'équateur). Le satellite a la particularité de paraître fixe pour un observateur Terrestre, ce qui est particulièrement utile pour la Télécommunication.
 
- Orbite héliosynchrone : Pour un satellite artificiel, c'est une orbite où l'angle entre le plan d'orbite et la direction du soleil reste à peu près constant, donc le satellite passera au-dessus d'un point donné de la Terre à la même heure solaire locale.
 
- Orbite de transfert géostationnaire : C'est une orbite intermédiaire permettant de placer des satellites en orbite géostationnaire.

- Orbite terrestre basse : C'est une zone d'orbite qui a une altitude de 0 à 2000 km.

- Orbite terrestre moyenne : C'est une zone d'orbite qui a une altitude entre 2000 km et 36000km, elle est donc comprise entre l'orbite basse et l'orbite géostationnaire.

- Orbite de Molniya : C'est une orbite très elliptique qui est inclinée à 63,4° par rapport au plan équatorial, avec un périgée de 1000km et un apogée de 40000km. Cette orbite permet au satellite de passer la plupart de son temps au-dessus de sa zone d'activité pour laquelle il a été conçu.

- Orbite équatoriale : C'est une orbite qui a une inclinaison de 0°, l'orbite géostationnaire est donc équatoriale.

- Orbite de toundra : C'est une orbite très elliptique qui ressemble à l'orbite de Molniya, sauf qu'elle a une période de 24h, contrairement à l'orbite de Molniya qui a une période de 12h, elle est utilisée pour couvrir les zones mal desservies par les orbites géostationnaires.

Voici un schéma récapitulatif de ce que nous avons vu ci-dessus :
                

Légende :
- Les pointillés noirs correspondent à l'altitude de l'orbite géosynchrone
 
- La zone jaune correspond à l'altitude de la zone d'orbite moyenne
 
- La zone bleu correspond à l'altitude de la zone d'orbite basse