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...) 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...) d'un corps de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) prépondérante, ce mouvement étant principalement déterminé par le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) de ce dernier et les lois de Kepler (En astronomie, les lois de Kepler décrivent les propriétés principales du mouvement...).
Le premier satellite artificiel (Un satellite artificiel est un objet fabriqué par l'homme, envoyé dans l'espace à...) Spoutnik (Spoutnik (du russe спутник signifiant...) 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...). Une conséquence de cette activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) a été de créer une pollution spatiale (Le terme de « pollution spatiale » s'applique aux dégradations diverses...).
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...), mais aussi autour d'autres planètes du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...).
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 (en russe Спутник 1, littéralement...). Cela peut concerner la géodésie (La géodésie tire son nom des mots grecs γη (Terre) et...), la géodynamique, la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...), etc. L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) 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...).
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...), Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette...) (observatoire en rayons X), ISO, Corot, Herschel, Planck.
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 (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) (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...) (Hot-Bird, Atlantic Bird 3 (Atlantic Bird 3 ou AB 3 est un satellite de télécommunications appartenant à...), 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...) 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...), type parabole (La parabole est l'intersection d'un plan avec un cône lorsque le plan est parallèle...), domestique de petite dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une...) (< 60 cm) et de faible prix, que permet la forte puissance d'émission des satellites de diffusion.
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...), radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la...), infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...), ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...), écoute (Sur un voilier, une écoute est un cordage servant à régler l'angle de la voile par rapport à...) 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...) est une famille de satellites météorologiques. La résolution atteint actuellement moins d'un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) pour certaines gammes de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...). 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...) 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...) réel par le même capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...), ce dernier ne revenant au-dessus du même site qu'après un long délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une...).
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...).
Le premier satellite à but proprement météorologique est le TIROS-1 (TIROS-1 (ou TIROS-I) est le premier satellite météorologique à avoir été...), 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...) et aider à déterminer la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) des vents en hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.).
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...) 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...); le système russe GLONASS (GLONASS (en russe ГЛОНАСС est un acronyme pour...).
Dans cette catégorie, se situe également le système Argos de positionnement d'objets mobiles, datant de 1978 et inclus dans des satellites météorologiques américains.
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...), dans un but scientifique, technique ou industriel, ou pour servir de relai pour des missions plus lointaines. Après les stations Saliout (Saliout (du russe Салют signifiant « salut » en...) et Mir russes et la station Skylab (Skylab (« laboratoire du ciel » en français) a été la...) américaine, la Station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat...) est en construction depuis 1998. Elle est habitée en permanence depuis 2002.
Une sonde spatiale est destinée à observer un autre corps céleste: planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...), astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...), comète (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de...), soit lors d'un simple survol (Voyager), soit de façon prolongée en se satellisant autour du corps céleste (Cassini-Huygens, Galileo).
Puisqu'un satellite géostationnaire (Un satellite géostationnaire est un satellite artificiel qui se trouve sur une orbite...) se trouve à environ 36 000 km d'altitude, une onde radio (Une onde radioélectrique (dite onde radio) est une onde électromagnétique dont la...) 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...) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...), le cheminement total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) 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...) moment au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de 124 millions, soit 15,5 Mo ! .
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...) mondial sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) (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).
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 (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) une fois le satellite mis en orbite). Ainsi, selon les évaluations, des millions d'objets tournent autour de la terre sans aucun contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...), 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...) et déjà dépassé la masse critique où la réaction en chaine semble inévitable Syndrome de Kessler. Chaque collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) 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...) de 7 km par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) 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 géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) en orbite basse, le frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre...) 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 (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau....) 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...) 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...) 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 (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...), 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...) 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.