Quest-ce quun satellite?

La Semaine mondiale de lespace 2020 célébrera limpact des satellites sur lhumanité du 4 octobre au 10 octobre. Découvrez comment célébrer ici et vérifiez Découvrez lhistoire des satellites ci-dessous!

Un satellite est un objet dans lespace qui orbite ou tourne autour dun objet plus grand. Il existe deux types de satellites: naturels (comme la lune en orbite autour de la Terre) ou artificiels (comme la Station spatiale internationale en orbite autour de la Terre).

Il y a des dizaines et des dizaines de satellites naturels dans le système solaire , avec presque toutes les planètes ayant au moins une lune. Saturne, par exemple, a au moins 53 satellites naturels, et entre 2004 et 2017, il en a également eu un artificiel – le vaisseau spatial Cassini, qui a exploré la planète annelée et ses lunes.

Les satellites artificiels, cependant, nest devenue une réalité quau milieu du XXe siècle. Le premier satellite artificiel était Spoutnik, une sonde spatiale russe de la taille dun ballon de plage qui a décollé le 4 octobre 1957. Cet acte a choqué une grande partie du monde occidental, car on pensait que les Soviétiques navaient pas la capacité denvoyer des satellites dans lespace.

Une brève histoire des satellites artificiels

Suite à cet exploit, le 3 novembre 1957, les Soviétiques lancèrent un satellite encore plus massif – Spoutnik 2 – qui transportait un chien, Laika. Le premier satellite américain « fut Explorer 1 le 31 janvier 1958. Le satellite ne mesurait que 2% de la masse de Spoutnik 2, cependant, pesait 13 kg (30 livres).

Les Spoutniks et lExplorateur 1 sont devenus les premiers plans dune course spatiale entre les États-Unis et lUnion soviétique qui a duré au moins jusquà la fin des années 1960. Laccent mis sur les satellites en tant quoutils politiques a commencé à céder la place aux gens alors que les deux pays envoyaient des humains dans lespace en 1961. Plus tard dans la décennie, cependant, les objectifs des deux pays ont commencé à se diviser. Alors que les États-Unis ont continué à faire atterrir des gens sur la lune et à créer la navette spatiale, lUnion soviétique a construit la première station spatiale du monde. , Salyut 1, qui a été lancé en 1971. (Dautres stations ont suivi, comme les États-Unis « Skylab and the Soviet Union » s Mir.)

Dautres pays ont commencé à envoyer les leurs satellites dans lespace alors que les avantages se répercutaient sur la société. Les satellites météorologiques ont amélioré les prévisions, même pour les régions éloignées. Les satellites dobservation des terres telles que la série Landsat ont suivi les changements dans les forêts, leau et dautres parties de la surface de la Terre au fil du temps. Les satellites de télécommunications ont fait des appels téléphoniques longue distance et, finalement, des émissions de télévision en direct du monde entier, une partie normale de la vie. Les générations ultérieures ont aidé avec les connexions Internet.

Avec la miniaturisation des ordinateurs et autres matériels, il est maintenant possible denvoyer des satellites beaucoup plus petits qui peuvent faire de la science, des télécommunications ou dautres fonctions en orbite. Il est désormais courant pour les entreprises et les universités de créer des «CubeSats», ou des satellites en forme de cube qui peuplent fréquemment une orbite terrestre basse.

Ceux-ci peuvent être placés sur une fusée avec une charge utile plus importante, ou envoyés depuis un lanceur mobile sur la Station spatiale internationale (ISS). La NASA envisage maintenant denvoyer des CubeSats sur Mars ou sur la lune Europa (près de Jupiter) pour de futures missions, bien que les CubeSats ne soient pas confirmés pour inclusion.

LISS est le plus gros satellite en orbite, et sa construction a pris plus dune décennie. Pièce par pièce, 15 pays ont contribué à linfrastructure financière et physique du complexe en orbite, qui a été mis en place entre 1998 et 2011. Les responsables du programme sattendent à ce que lISS continue de fonctionner jusquen 2024 au moins.

Parties dun satellite

Chaque satellite artificiel utilisable – quil soit humain ou robotique – comporte quatre parties principales: un système dalimentation (qui peut être solaire ou nucléaire, par exemple), un moyen de contrôler son attitude, une antenne pour transmettre et recevoir des informations, et une charge utile pour collecter des informations (comme une caméra ou un détecteur de particules).

Comme on le verra ci-dessous, cependant, tous les satellites artificiels ne sont pas forcément des satellites exploitables. Même une vis ou un peu de peinture est considéré comme un satellite « artificiel », même sil manque ces éléments.

Quest-ce qui empêche un satellite de tomber sur Terre ?

Un satellite est mieux compris comme un projectile, ou un objet qui na quune seule force agissant sur lui – la gravité. En cas de fuite, tout ce qui traverse la ligne Karman à une altitude de 100 kilomètres (62 miles) est considéré dans lespace. Cependant, un satellite doit aller vite – au moins 8 km (5 miles) par seconde – pour ne pas retomber immédiatement sur Terre.

Si un satellite voyage assez vite, il « tombera » perpétuellement vers la Terre, mais la courbure de la Terre signifie que le satellite tombera autour de notre planète au lieu de sécraser à la surface. Satellites qui voyagent plus proches de la Terre risquent de tomber parce que la traînée des molécules atmosphériques ralentira les satellites. Ceux qui orbitent plus loin de la Terre ont moins de molécules à affronter.

Il existe plusieurs «zones» dorbites acceptées autour de la Terre. Lune est appelée orbite terrestre basse, qui sétend denviron 160 à 2 000 km (environ 100 à 1 250 miles). Cest la zone où lISS orbite et où la navette spatiale effectuait son travail. En fait , toutes les missions humaines, à lexception des vols Apollo vers la Lune, ont eu lieu dans cette zone. La plupart des satellites travaillent également dans cette zone.

Lorbite géostationnaire ou géosynchrone est le meilleur endroit pour les satellites de communication à utiliser, cependant. est une zone au-dessus de léquateur de la Terre à une altitude de 35 786 km (22 236 mi ). À cette altitude, le taux de «chute» autour de la Terre est à peu près le même que celui de la rotation de la Terre, ce qui permet au satellite de rester au-dessus du même point sur Terre presque constamment. Le satellite maintient ainsi une connexion perpétuelle avec une antenne fixe allumée. le sol, permettant des communications fiables.Lorsque les satellites géostationnaires atteignent la fin de leur vie, le protocole dicte quils «se mettent à lécart pour quun nouveau satellite prenne leur place. Cest parce quil ny a que peu de place, ou autant de « créneaux » sur cette orbite, pour permettre aux satellites de fonctionner sans interférence.

Alors que certains satellites sont mieux utilisés autour de léquateur, dautres sont mieux adaptées aux orbites plus polaires – celles qui font le tour de la Terre dun pôle à lautre de sorte que leurs zones de couverture incluent les pôles nord et sud. Des exemples de satellites en orbite polaire incluent les satellites météorologiques et les satellites de reconnaissance.

Quest-ce qui empêche un satellite de sécraser sur un autre satellite?

Il y a environ un demi-million dobjets artificiels en orbite terrestre aujourdhui, allant des taches de peinture à la sa tellites – chacun voyageant à des vitesses de milliers de kilomètres à lheure. Seule une fraction de ces satellites est utilisable, ce qui signifie quil y a beaucoup de « débris spatiaux » qui flottent là-bas. Avec tout ce qui est mis en orbite, le risque de collision augmente.

Les agences spatiales doivent considérer attentivement les trajectoires orbitales lorsquelles lancent quelque chose dans lespace. Des agences telles que le United States Space Surveillance Network surveillent les débris orbitaux depuis le sol et alertent la NASA et dautres entités si une pièce errante risque de heurter quelque chose de vital. Cela signifie que de temps en temps, lISS doit effectuer des manœuvres évasives pour se dégager.

Des collisions se produisent cependant toujours. Lun des plus grands coupables des débris spatiaux était les restes dun test antisatellite réalisé en 2007 par les Chinois, qui a généré des débris qui ont détruit un satellite russe en 2013. Cette année-là également, les satellites Iridium 33 et Cosmos 2251 se sont écrasés, générant un nuage de débris.

La NASA, lAgence spatiale européenne et de nombreuses autres entités envisagent des mesures pour réduire la quantité de débris orbitaux. Certains suggèrent dabattre les satellites morts dune manière ou dune autre, peut-être en utilisant un filet ou des éclats aériens pour déranger les débris de son orbite et les rapprocher de la Terre. Dautres envisagent de ravitailler les satellites morts pour les réutiliser, une technologie qui a été démontrée robotiquement sur lISS.

Des lunes autour dautres mondes

La plupart des planètes de notre système solaire ont des satellites naturels, que nous appelons également des lunes. Pour les planètes intérieures: Mercure et Vénus nont pas de lune. La Terre a une lune relativement grande, tandis que Mars a deux petites lunes de la taille dun astéroïde appelées Phobos et Deimos. (Phobos est lentement en spirale vers Mars et va probablement se séparer ou tomber à la surface dans quelques milliers dannées.)

Au-delà de la ceinture dastéroïdes, il y a quatre planètes géantes gazeuses qui ont chacune un panthéon de lunes. À la fin de 2017, Jupiter a 69 lunes connues, Saturne en a 53, Uranus en a 27 et Neptune en a 13 ou 14. De nouvelles lunes sont parfois découvertes – principalement par des missions (passées ou présentes, comme nous pouvons analyser de vieilles images) ou en effectuant de nouvelles observations au télescope.

Saturne est un exemple particulier car elle est entourée de milliers de petits objets qui forment un anneau visible même dans de petits télescopes depuis la Terre. Les scientifiques observant les anneaux de près pendant 13 ans, au cours de la mission Cassini, ont vu les conditions dans lesquelles de nouvelles lunes pourraient naître.Les scientifiques étaient particulièrement intéressés par les hélices, qui sont des sillages dans les anneaux créés par des fragments dans les anneaux. Juste après la fin de la mission de Cassini en 2017, la NASA a déclaré quil « est possible que les hélices partagent des éléments de formation planétaire qui se déroulent autour de disques gazeux de jeunes étoiles ».

Même les plus petits objets ont des lunes, cependant. Pluton est techniquement une planète naine. Cependant, les personnes derrière la mission New Horizons, qui a volé près de Pluton en 2015, affirment que sa géographie diversifiée la rend plus semblable à une planète. Une chose qui nest pas discutée, cependant, est le nombre de lunes autour de Pluton . Pluton a cinq lunes connues, dont la plupart ont été découvertes lorsque New Horizons était en développement ou en route vers la planète naine.

De nombreux astéroïdes ont aussi des lunes. Ces petits mondes volent parfois près de la Terre, et les lunes apparaissent dans les observations radar. Quelques exemples célèbres dastéroïdes avec des lunes comprennent 4 Vesta (qui a été visité par la mission Dawn de la NASA), 243 Ida, 433 Eros et 951 Gaspra. Il existe également des exemples dastéroïdes avec des anneaux, tels que 10199 Chariklo et 2060 Chiron.

De nombreuses planètes et mondes de notre système solaire ont également des «lunes» artificielles, en particulier autour de Mars – où plusieurs sondes orbitent autour de la planète pour observer sa surface et son environnement. Les planètes Mercure, Vénus, Mars , Jupiter et Saturne avaient tous des satellites artificiels qui les observaient à un moment donné de lhistoire. Dautres objets avaient également des satellites artificiels, comme la comète 67P / Churyumov – Gerasimenko (visitée par la mission Rosetta de lAgence spatiale européenne) ou Vesta et Ceres (les deux visité par la mission Dawn de la NASA.) Techniquement parlant, pendant les missions Apollo, les humains ont volé dans des « lunes » artificielles (vaisseau spatial) autour de notre propre lune entre 1968 et 1972. La NASA pourrait même construire une station spatiale « Deep Space Gateway » près du lune dans les décennies à venir, comme un la point de départ pour les missions humaines sur Mars.

Les fans du film « Avatar » (2009) se souviendront que les humains ont visité Pandora, la lune habitable dune géante gazeuse nommée Polyphème. Nous ne savons pas encore sil y a des lunes pour les exoplanètes, mais nous soupçonnons – étant donné que les planètes du système solaire ont tellement de lunes – que les exoplanètes ont aussi des lunes. En 2014, les scientifiques ont observé un objet qui pourrait être interprété comme une exomoon encerclant une exoplanète, mais lobservation ne peut pas être répétée car elle a eu lieu lorsque lobjet sest déplacé devant une étoile.