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Satellite artificiel
Une maquette taille réelle d'un satellite d'observation de la Terre, ERS 2.
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 (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) humain envoyé dans l'espace et animé d'un mouvement périodique autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) d'un corps de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre...) prépondérante, ce mouvement étant principalement déterminé par le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité de ce dernier et les lois de Kepler (En astronomie, les lois de Kepler décrivent les propriétés principales du mouvement des planètes autour du Soleil, sans les expliquer....).

Le premier satellite artificiel (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...) Spoutnik (Tiré du mot russe ??????K (« compagnon de route » ou « satellite »), le terme Spoutnik désigne une série de satellites lancés par URSS au tout...) I fut lancé par l'URSS en 1957. Depuis cette époque, plus de 5 000 satellites artificiels ont été mis en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.). Une conséquence de cette activité a été de créer une pollution spatiale (Le terme de « pollution spatiale » s'applique aux dégradations diverses des environnements dues aux activités humaines liées à l'exploration de l'espace.).

De nombreux satellites artificiels, en et hors service, tournent actuellement autour de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...), mais aussi autour d'autres planètes du système solaire.

Classement des satellites en fonction de leur orbite

Navstar-2.
Navstar-2.
On distingue aussi les satellites par leur masse, ici trois microsatellites de quelques kilos avant leur lancement.
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 (Graphie) de l'équateur terrestre ;
  • à défilement, et notamment les satellites en orbite basse (L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400 kilomètres d'altitude. On considère...) ou LEO (radioamateur, constellations de téléphonie mobile , scientifique) ;
  • 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.

Domaines d'utilisation

Une des applications possibles des satellites : la cartographie. Ici une image prise par le NASA de la Corée du Sud en janvier 2004.
Une des applications possibles des satellites : la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit...). Ici une image prise par le NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable...) de la Corée du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) en janvier 2004.

Satellite (Satellite peut faire référence à :) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...)

Un satellite (Satellite peut faire référence à :) scientifique est destiné à des études scientifiques depuis l'espace. Ce sont les premières applications depuis Spoutnik 1 (Spoutnik 1 (??????? 1, litéralement « compagnon » en russe, soit un "satellite") fut le premier satellite artificiel. Il fut lancé le 4 octobre 1957 à 19h28 UTC par...). Cela peut concerner la géodésie, la géodynamique, la médecine, etc. L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de...) de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) se fait avec des satellites d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs...).

Satellite d'astronomie

Ce sont en fait de télescopes en orbite. Là aussi, le spectre d'observation est large. Exemples : le satellite Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100...), Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la mission...) (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 (Eutelsat (European Telecommunications Satellite Organization, Organisation européenne de télécommunications par satellite) est une société anonyme de...) (Hot-Bird, Atlantic Bird 3 (Atlantic Bird 3 est un satellite de télécommunications appartenant à l'opérateur Eutelsat. Positionné à 5° ouest, il diffuse des chaînes de télévision, des...), W1,2,3, etc.) et celle de la SES ou Société Européenne de Satellites, Astra 1 et 2. Ces satellites dits aussi de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à...) 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 (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes...), type parabole (La parabole est l'intersection d'un plan avec un cône lorsque le plan est parallèle à l'une des génératrices du cône. Elle est un type de courbe dont les...), domestique de petite dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur,...) (< 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 (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), 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 (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou...), infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais...), ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et...), écoute de signaux radioélectriques… Par exemple, les satellites de la famille SPOT observent le sol terrestre, METEOSAT (METEOSAT ou Météosat (Meteosat en anglais) est une famille de satellites météorologiques réalisés sous maîtrise d'oeuvre de l'Agence spatiale européenne (ESA)....) 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 (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) employée mais aussi de l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...) du satellite : une bonne résolution exige une orbite basse, mais ne permet pas une surveillance en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel par le même capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique,...), 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 (La banquise est une étendue de mer gelée. Elle se forme durant l'hiver polaire, lorsque la température de l'eau de mer descend en dessous de -1,9°C. Au cœur de...).

Le premier satellite à but proprement météorologique est le TIROS-1 (TIROS-1 (ou TIROS-I) fut le premier satellite météorologique ayant été lançé et opéré avec succès et fut le premier de la série TIROS. La NASA...), lancé le 1er avril 1960 et suivi d'une longue série. En 1971 est lancé Eole, satellite français qui a pu analyser les trajectoires de ballons sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines,...) et aider à déterminer la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des vents en hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.).

Satellite de positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne)...)

Ces satellites permettent de connaître la position d'objets à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) de la Terre, dans les airs (avions, missiles) et dans l'espace. Exemples : DORIS, le système américain GPS, le futur système européen Galileo (Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, en test depuis 2004, qui commencera à être utilisable en 2010 et le...); le système russe GLONASS (GLONASS (en russe ??????? est un acronyme pour ?????????? ????????????? ??????????? ??????? soit GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, qui signifie...).

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 (Une station spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est une installation spatiale en orbite ou déposée sur un astre, ne disposant pas de moyens de propulsion autonomes ou ne...)

Ce type de satellite est destiné à être habité en permanence par l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...), dans un but scientifique, technique ou industriel, ou pour servir de relai pour des missions plus lointaines. Après les stations Saliout (Saliout (du russe ?????, salut ou feu d'artifices) est le nom d'une série de stations spatiales soviétique. Le programme était composé de huit...) et Mir russes et la station Skylab (Skylab a été la première station spatiale américaine. Elle fut lancée le 14 mai 1973 et se désintégra au-dessus de l'océan...) américaine, la Station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage international qui se...) est en construction depuis 1998. Elle est habitée en permanence depuis 2002.

Sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant dans le système solaire (planète, lune,...)

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 (Les ondes radioélectriques (dites ondes radio) sont des ondes électromagnétiques dont la fréquence d'onde est par convention[1] comprise entre 9 kHz et 3000 GHz, ce qui correspond à des longueurs...) 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 (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement,...) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1 désigne...), le cheminement total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des...) 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.

Exemple : sur un canal ATM courant à 622 Mb/s, il convient de remarquer que les bits en transit (déjà partis et pas encore arrivés) sont à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) moment au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de 124 millions, soit 15,5 Mo ! .

Composition d'un satellite

  • La charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) 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 gérer les informations géospatiales.

Par exemple, dans le domaine des données météorologiques, le programme de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) mondial sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) (WCRP) a entraîné la création de l'ISCCP (International Satellite Cloud Climatology Project).

Les données satellitaires sont collectées dans des centres de traitement sur des secteurs ou des aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) spéciales, puis agrégées dans un centre de traitement global (ISCCP overview).

Satellites et pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par...) spatiale

Un demi-siècle d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) 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 11 000 dépassant les 10 cm (on en prévoit 5 fois plus d'ici un siècle).(source NASA)

En 50 ans, le nombre d'objets dans l'espace a d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des réseaux de distribution d'électricité et de gaz pour les 8 gestionnaires du secteurs...) et déjà dépassé la masse critique où la réaction en chaine semble inévitable Syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des circonstances cliniques d'écart...) de Kessler. Chaque collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) 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 (On distingue :) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer la...) de 7 km par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de...) 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).(Source CNES)

Par leur déplacement en orbite basse, le frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) 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 (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il...) 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 (Un missile est un projectile autopropulsé et guidé, constitué de :) anti-satellite par la Chine, provoquant l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de...) d'un de leurs vieux satellites météorologiques en orbite, a augmenté d'au moins 1970 débris (recensement en 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 cinquantaine en moyenne par année, dont un bon tiers consacré aux télécommunications) est soigneusement étudiée en fonction de l'encombrement des orbites. Quelques kilos de combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la...) sont conservés dans les réservoirs pour que, en fin de vie (La vie est le nom donné :), ils soient dirigés sur une orbite "poubelle". L'avenir des activités spatiales en orbite en dépend.

Notes et références de l'article

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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