Ce qui maintient un satellite en orbite
Satellite en orbite : Avant de répondre, il faut d’abord définir ce que signifie « haut ». Sur Terre, cela correspond à s’éloigner du centre.
Pour les planètes, satellites du Soleil, « haut » signifie une direction qui s’éloigne de notre étoile. Le même principe maintient les satellites artificiels, la Lune et la Terre dans leurs orbites respectives.
Imaginez une échelle de 200 miles ; en y montant avec un satellite puis en le lâchant, il tomberait. La clé pour maintenir un satellite en orbite est sa vitesse : correcte en quantité et en direction. La loi de Newton stipule alors que toute action engendre une réaction égale et opposée. Cela s’applique aussi aux satellites.
Un satellite lancé par une fusée continuerait en ligne droite à la même vitesse si la Terre n’intervenait pas. Cependant, la gravité terrestre force le satellite à changer de trajectoire, créant une lutte entre inertie et gravité.
Un satellite en orbite
Si un satellite va assez vite, il échappe à l’attraction terrestre et s’éloigne dans l’espace. Cependant, il ne suit pas une ligne droite, car la gravité solaire commence à l’attirer vers le Soleil. Si sa vitesse équilibre juste la gravité terrestre, il orbite la planète comme attaché par une « laisse gravitationnelle ». La Lune, notre satellite le plus ancien et le plus grand, accomplit cela depuis des millions d’années.
Selon une autre loi de Newton, la gravité diminue à mesure que l’on s’éloigne davantage de la Terre. À une distance donnée, une vitesse spécifique équilibre la gravité, et moins de vitesse est requise à haute altitude. Cependant, pour atteindre une orbite élevée, une fusée plus puissante est nécessaire pour combattre la gravité terrestre.
Un satellite en orbite basse doit alors aller plus vite pour résister à l’attraction gravitationnelle et rester en orbite. C’est pourquoi les satellites à basse altitude complètent leurs révolutions plus rapidement que ceux en orbite plus haute.
Les premiers astronautes en capsule Mercury faisaient le tour de la Terre en une heure et demie environ. Ils se trouvaient à seulement cent miles d’altitude et atteignaient une vitesse de 17 000 miles par heure.
La Lune, quant à elle, se situe à 240 000 miles de distance et met 28 jours à compléter son orbite. Cela signifie que la Lune se déplace à environ 2200 miles par heure dans son orbite. Pour toute altitude intermédiaire, il existe une vitesse spécifique pour maintenir un satellite en orbite à cette hauteur.
Si un satellite ou même la Lune s’arrêtait dans son orbite, il tomberait directement vers la Terre. Quand un satellite ralentit, il descend légèrement car la gravité dépasse la force maintenant son mouvement en ligne droite. Comme tout objet tombant, il accélère en chutant jusqu’à retrouver une vitesse lui permettant d’atteindre une orbite inférieure.
Les astronautes du Gemini changeaient d’orbite en utilisant leurs moteurs rétro pour réduire légèrement leur vitesse. Pour passer d’une orbite basse à une orbite élevée, une poussée brève des moteurs propulse le vaisseau vers le haut. Une fois les moteurs arrêtés, le vaisseau se laisse entraîner par inertie jusqu’à atteindre l’altitude correspondant à cette poussée.
Voir aussi :
