Types d'orbites pour satellites artificiels

Types d’orbites des satellites artificiels

Il existe généralement deux types d’orbites utilisées par les satellites construits par l’homme. La plus proche de la Terre est l’orbite polaire elliptique (le tout premier satellite à orbiter autour de la planète était l’Observatoire Géophysique en Orbite 4, avec un apogée de 907 km et un périgée de 412 km). L’orbite extrêmement elliptique représentait la trajectoire d’OGO 5, dont l’apogée était de près de 148 000 km et le périgée de moins de 320 km.

Ressemblant à d’énormes libellules en raison de leur ensemble de panneaux solaires, d’antennes et de bras d’expérimentation, mais surnommés satellites « tramways » car chacun d’eux peut transporter environ 26 expériences scientifiques différentes, les premiers OGO ont rapporté une mine d’informations sur le Soleil et l’espace interplanétaire ainsi que sur la Terre elle-même.

Par exemple, les éruptions solaires, ces énormes langues de gaz enflammés qui s’élancent à des millions de kilomètres dans l’espace, émettent des radiations – dont certaines sont suffisamment dangereuses pour nuire à un astronaute en route vers la Lune. L’atmosphère terrestre nous protège d’une grande partie de ces radiations. Néanmoins, pratiquement tous les phénomènes sur Terre sont affectés par les éruptions solaires. Elles interrompent les transmissions radio, vidéo et télévisuelles, causent des difficultés dans la navigation aérienne et d’autres communications – et elles peuvent également contribuer à créer les aurores, ces spectaculaires déploiements de lumière à chaque pôle qui ont intrigué et fasciné les hommes pendant des siècles.

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Le premier OGO nous a également beaucoup appris sur le vent solaire. Ce sont ces vastes courants de particules ionisées qui s’écoulent à 1,6 million de kilomètres par heure vers l’extérieur dans toutes les directions depuis le Soleil. Elles compriment donc la ceinture de radiation de Van Allen de la Terre du côté « au vent » et la suivant du côté « sous le vent ».

Depuis les débuts de l’exploration spatiale, les humains ont utilisé des orbites équatoriales aléatoires, quasi-synchrones pour les Comsats (satellites de communication) de défense. Les satellites de communication militaires formaient une ceinture en rotation lente. Celle-ci encerclait alors l’équateur à environ 33 800 km d’altitude. Lancés en groupes contenant jusqu’à huit engins spatiaux individuels par un Titan IIIC et injectés en orbite sur une période de 3 minutes par un étage supérieur Titan III en accélération, chacun de ces engins spatiaux avait une vitesse orbitale légèrement différente. Cela donc les faisait dériver les uns par rapport aux autres et finalement se répartir autour de la Terre. Avec des périodes orbitales (le temps nécessaire pour effectuer une révolution autour de la Terre) d’environ 22 heures et demie, ils dérivaient tous vers l’est d’environ 30 degrés chaque jour par rapport à la surface de la Terre.

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L’arrangement orbital aléatoire offre deux avantages. Premièrement, il assure que si un satellite fonctionne mal, un autre satellite sera éventuellement en position pour le remplacer. Deuxièmement, le satellite peut fonctionner sans contrôles stationnaires – des capteurs complexes et des systèmes de propulsion employés pour maintenir un engin spatial dans une position à tout moment. Comme les satellites dérivent les uns par rapport aux autres, une station au sol donnée aura généralement plus d’un satellite en vue à tout moment.

Dans les années 1960, en tant que sous-traitant principal de Philco-Ford pour ce programme (connu sous le nom de Système de Communication Satellite de Défense Initial), TRW a conçu et construit le cadre et le boîtier de l’engin spatial, le système d’alimentation et les unités de test. TRW a également construit l’équipement de séparation et de mise en rotation. En fait, c’est l’équipement qui séparait chaque engin spatial individuel de la structure au sommet de l’étage supérieur Titan IIIC. Puis il imprimait une rotation à l’engin spatial afin de le stabiliser en orbite.

Types d’orbite : Immobile à 11 070 km/h

En orbites équatoriales synchrones, les engins spatiaux Intelsat III fabriqués par TRW semblent être immobiles alors qu’ils planent au-dessus de points spécifiques sur Terre, fournissant le premier système de satellites de communication véritablement commercial au monde.

On insère les engins spatiaux Intelsat III en orbite géostationnaire. D’abord on les lance dans une orbite de transfert hautement elliptique dont l’apogée correspond à l’altitude d’une orbite géostationnaire (environ 35 786 km). Comme les lancements se produisent à Cap Canaveral, l’orbite initiale est inclinée de 33 degrés par rapport à l’équateur. On doit ensuite manœuvrer l’engin spatial de sorte qu’il suive non seulement l’équateur (inclinaison de 0 degré), mais qu’il le fasse sur une trajectoire circulaire. Cela à une altitude d’environ 35 786 km. On planifie l’orbite de transfert de sorte que son apogée se produise au-dessus de l’équateur. Après quatre à douze révolutions, on met à feu le moteur d’apogée à propergol solide de 1 424 kg de poussée. Ce processus circularise simultanément l’orbite et supprime l’inclinaison du plan.