À quelle hauteur se trouve l’extérieur de l’atmosphère ?
L’extérieur de l’atmosphère : l’air devient de plus en plus mince à mesure qu’on monte. On ne sait pas exactement où il s’arrête complètement. Les satellites en orbite à environ 160 km sont presque hors de l’atmosphère. Il reste cependant quelques molécules d’air même à cette altitude. Quand le satellite les heurte, il ralentit un peu. En ralentissant, il descend à une orbite légèrement plus basse. Là, il y a encore plus de molécules d’air à heurter. La force de gravité y est aussi plus puissante. Ce processus continue jusqu’à ce que le satellite ralentisse beaucoup.
Alors, la gravité finit par gagner et le satellite plonge dans l’atmosphère. Il brûle généralement en traversant l’air à cause de la friction. Même à des altitudes très élevées, il y a d’autres choses à heurter. Par exemple, il y a de la poussière cosmique (débris éjectés des comètes). Il y a aussi le vent solaire (particules de gaz électrifiées venant du Soleil). Il y a même la pression de radiation des rayons du Soleil. Les effets de ces éléments sont très faibles, bien sûr. Mais sur de longues périodes, ils font généralement décroître toute orbite.
Les satellites à basse altitude, environ 160 km, ne restent en orbite que quelques semaines. Ceux à 1600 km peuvent rester en orbite pendant de nombreuses années. La Lune, comme nous le savons, est là depuis des millions d’années. Les orbites des satellites varient en taille et en forme selon leur utilisation. Les premiers satellites lancés avaient simplement pour but de tester la faisabilité. Ils étaient placés sur une orbite elliptique.
Le point le plus proche de la Terre s’appelle le périgée. Le point le plus éloigné s’appelle l’apogée. Parfois, une orbite elliptique est souhaitée pour un satellite. Un des premiers satellites de recherche environnementale (ERS) mesurait les particules dans la ceinture de Van Allen. TRW voulait qu’il traverse différentes couches à diverses distances de la Terre. Ils l’ont donc placé sur une orbite très elliptique. Son périgée était à 8620 km et son apogée à 111 550 km. L’apogée était environ 13 fois plus éloigné de la Terre que le périgée.
Pour mettre votre satellite en orbite circulaire, commencez par le placer en orbite elliptique. L’apogée doit être à l’altitude souhaitée pour l’orbite circulaire. Lorsque le satellite atteint l’apogée, orientez-le sur la trajectoire circulaire. Déclenchez alors un petit moteur-fusée, souvent appelé moteur d’apogée. Ainsi cela ajoute suffisamment de vitesse pour maintenir le satellite en orbite circulaire. Il ne retombera pas vers son ancien périgée en tournant autour de la Terre. Très souvent, le moteur d’apogée s’intégre au satellite lui-même. Il ne fait donc pas partie du lanceur. Pour les satellites qui « observent » la Terre avec des caméras ou des balises radio, nous préférons les orbites circulaires. Ils restent ainsi à la même altitude en permanence. Ces satellites incluent ceux dédiés à la météorologie ou aux communications.
Illustration : Vieil arbre. « Sans atmosphère, une peinture n’est rien. » (Rembrandt). Photo de Megan Jorgensen.
