Satellites terrestres artificiels : tout sur les satellites. A quoi servent les satellites ?

À l'extérieur de Spoutnik, quatre antennes fouets émettaient à des fréquences d'ondes courtes supérieures et inférieures à la norme actuelle (27 MHz). Les stations de suivi sur Terre ont capté le signal radio et ont confirmé que le minuscule satellite avait survécu au lancement et avait réussi à faire le tour de notre planète. Un mois plus tard, l'Union soviétique a lancé Spoutnik 2 en orbite. À l'intérieur de la capsule se trouvait Laika le chien.

En décembre 1957, désespérés de suivre leurs adversaires de la guerre froide, des scientifiques américains ont tenté de mettre un satellite en orbite aux côtés de la planète Vanguard. Malheureusement, la fusée s'est écrasée et a brûlé pendant la phase de décollage. Peu de temps après, le 31 janvier 1958, les États-Unis ont répété le succès de l'URSS en adoptant le plan de Wernher von Braun de lancer le satellite Explorer-1 avec la fusée américaine. Pierre rouge. Explorer-1 transportait des outils de détection de rayons cosmiques et a découvert dans une expérience de James Van Allen de l'Université de l'Iowa qu'il y avait beaucoup moins de rayons cosmiques que prévu. Cela a conduit à la découverte de deux zones toroïdales (ultimement nommées d'après Van Allen) remplies de particules chargées piégées dans le champ magnétique terrestre.

Encouragées par ces succès, plusieurs entreprises ont commencé à développer et à lancer des satellites dans les années 1960. L'un d'eux était Hughes Aircraft, avec l'ingénieur vedette Harold Rosen. Rosen a dirigé l'équipe qui a mis en œuvre l'idée de Clarke d'un satellite de communication en orbite autour de la Terre de manière à refléter les ondes radio d'un endroit à un autre. En 1961, la NASA a engagé Hughes pour construire la série de satellites Syncom (communications synchrones). En juillet 1963, Rosen et ses collègues ont vu Syncom-2 décoller dans l'espace et entrer sur une orbite géosynchrone approximative. Le président Kennedy a utilisé nouveau système pour parler avec le Premier ministre du Nigeria en Afrique. Bientôt, Syncom-3 a décollé, qui en fait pourrait diffuser un signal de télévision.

L'ère des satellites a commencé.

Quelle est la différence entre les satellites et les débris spatiaux ?

Techniquement, un satellite est tout objet qui orbite autour d'une planète ou d'un corps céleste inférieur. Les astronomes classent les lunes comme des satellites naturels, et au fil des ans, ils ont compilé une liste de centaines d'objets de ce type en orbite autour des planètes et des planètes naines de notre système solaire. Par exemple, 67 lunes de Jupiter ont été comptées. Et encore.

Les objets artificiels comme Spoutnik et Explorer peuvent également être classés comme satellites car, comme les lunes, ils tournent autour de la planète. Malheureusement, l'activité humaine a entraîné une énorme quantité de débris sur l'orbite de la Terre. Tous ces morceaux et débris se comportent comme de grosses fusées - en orbite autour de la planète à grande vitesse selon une trajectoire circulaire ou elliptique. Dans l'interprétation stricte de la définition, chacun de ces objets peut être défini comme un satellite. Mais les astronomes, en règle générale, considèrent comme satellites les objets qui fonction utile... Les débris et autres débris entrent dans la catégorie des débris orbitaux.

Les débris orbitaux proviennent de plusieurs sources :

L'explosion de fusée qui produit le plus de déchets.
L'astronaute a relâché sa main - si un astronaute répare quelque chose dans l'espace et perd une clé, il est perdu à jamais. La clé entre en orbite et vole à une vitesse d'environ 10 km/s. S'il heurte une personne ou un satellite, les résultats peuvent être désastreux. Les gros objets comme l'ISS sont une cible importante pour les débris spatiaux.
Articles jetés. Parties de conteneurs de lancement, capuchons d'objectif de caméra, etc.

La NASA a lancé un satellite spécial appelé LDEF pour étudier les effets à long terme des collisions avec des débris spatiaux. En six ans, les instruments du satellite ont enregistré environ 20 000 collisions, dont certaines ont été causées par des micrométéorites et d'autres par des débris orbitaux. Les scientifiques de la NASA continuent d'analyser les données LDEF. Mais au Japon, il existe déjà un filet géant pour attraper les débris spatiaux.

Qu'y a-t-il à l'intérieur d'un satellite ordinaire ?

Les satellites se présentent sous de nombreuses formes et tailles et remplissent de nombreuses fonctions différentes, mais ils sont tous fondamentalement les mêmes. Tous ont un cadre et une carrosserie en métal ou en composite, que les ingénieurs anglophones appellent un bus et que les Russes appellent une plate-forme spatiale. La plate-forme spatiale rassemble tout et fournit suffisamment de mesures pour que les outils survivent au lancement.

Tous les satellites ont une source d'alimentation (généralement panneaux solaires) et des piles. Des rangées de panneaux solaires vous permettent de recharger les batteries. Les derniers satellites incluent des piles à combustible. L'énergie des satellites est très chère et extrêmement limitée. Les batteries nucléaires sont couramment utilisées pour envoyer des sondes spatiales vers d'autres planètes.

Tous les satellites ont un ordinateur de bord pour contrôler et surveiller divers systèmes. Ils ont tous une radio et une antenne. Au minimum, la plupart des satellites ont un émetteur radio et un récepteur radio, de sorte que l'équipe au sol peut interroger et surveiller l'état du satellite. De nombreux satellites permettent beaucoup de choses différentes, du changement d'orbite à la reprogrammation. Système d'ordinateur.

Comme vous vous en doutez, assembler tous ces systèmes n'est pas une tâche facile. Cela prend des années. Tout commence par la définition de l'objectif de la mission. La définition de ses paramètres permet aux ingénieurs d'assembler les bons outils et de les installer dans le bon ordre. Une fois le cahier des charges approuvé (et le budget), l'assemblage du satellite commence. Elle se déroule en salle blanche, dans un environnement stérile, qui maintient la température et l'humidité souhaitées et protège le satellite lors du développement et de l'assemblage.

Les satellites artificiels sont généralement fabriqués sur mesure. Plusieurs entreprises ont développé des satellites modulaires, c'est-à-dire des structures qui peuvent être assemblées pour s'adapter à des éléments supplémentaires selon les spécifications. Par exemple, les satellites Boeing 601 avaient deux modules de base - un châssis pour transporter le sous-système de propulsion, l'électronique et les batteries ; et un ensemble d'étagères en nid d'abeille pour ranger l'équipement. Cette modularité permet aux ingénieurs d'assembler des satellites à partir de rien, pas à partir de zéro.

Comment les satellites sont-ils mis en orbite ?

Aujourd'hui, tous les satellites sont mis en orbite sur une fusée. Beaucoup les transportent dans le département cargo.

La plupart des lancements de satellites lancent une fusée vers le haut, lui permettant de voyager plus rapidement dans l'atmosphère épaisse et de minimiser la consommation de carburant. Après le décollage de la fusée, le mécanisme de contrôle de la fusée utilise un système de guidage inertiel pour calculer les ajustements nécessaires à la tuyère de la fusée pour obtenir l'inclinaison souhaitée.

Après la sortie de la fusée dans les airs, à une altitude d'environ 193 kilomètres, le système de navigation libère de petites raquettes, ce qui suffit à faire basculer la fusée en position horizontale. Après cela, un satellite est libéré. De petites fusées sont à nouveau tirées et fournissent la différence de distance entre la fusée et le satellite.

Vitesse orbitale et altitude

La fusée doit atteindre une vitesse de 40 320 kilomètres par heure pour échapper complètement à la gravité terrestre et voler dans l'espace. La vitesse spatiale est beaucoup plus élevée que les besoins du satellite en orbite. Ils n'évitent pas la gravité terrestre, mais sont en état d'équilibre. La vitesse orbitale est la vitesse requise pour maintenir un équilibre entre l'attraction gravitationnelle et le mouvement inertiel du satellite. Cela représente environ 27 359 kilomètres par heure à une altitude de 242 kilomètres. Sans gravité, l'inertie entraînerait le satellite dans l'espace. Même avec la gravité, si le satellite se déplace trop vite, il sera projeté dans l'espace. Si le satellite se déplace trop lentement, la gravité le ramènera vers la Terre.

La vitesse orbitale d'un satellite dépend de sa hauteur au-dessus de la Terre. Plus on est proche de la Terre, plus la vitesse est rapide. À une altitude de 200 kilomètres, la vitesse orbitale est de 27 400 kilomètres par heure. Pour maintenir son orbite à une altitude de 35 786 kilomètres, le satellite doit tourner à une vitesse de 11 300 kilomètres par heure. Cette vitesse orbitale permet au satellite de voler une fois toutes les 24 heures. Comme la Terre tourne également sur 24 heures, le satellite à 35 786 kilomètres est dans une position fixe par rapport à la surface de la Terre. Cette position est dite géostationnaire. L'orbite géostationnaire est idéale pour les satellites météorologiques et de communication.

En général, plus l'orbite est haute, plus le satellite peut y rester longtemps. A basse altitude, le satellite se trouve dans l'atmosphère terrestre, ce qui crée une traînée. À haute altitude, il n'y a pratiquement aucune résistance, et un satellite, comme la Lune, peut être en orbite pendant des siècles.

Types de satellites

Sur terre, tous les satellites se ressemblent - des boîtes ou des cylindres brillants, décorés d'ailes de panneaux solaires... Mais dans l'espace, ces machines maladroites se comportent très différemment selon la trajectoire de vol, l'altitude et l'orientation. En conséquence, les satellites sont difficiles à classer. Une approche consiste à déterminer l'orbite du vaisseau spatial par rapport à la planète (généralement la Terre). Rappelons qu'il existe deux orbites principales : circulaire et elliptique. Certains satellites partent d'une ellipse puis se mettent en orbite circulaire. D'autres suivent une trajectoire elliptique connue sous le nom d'orbite de foudre. Ces objets, en règle générale, tournent du nord au sud à travers les pôles de la Terre et complètent un cercle complet en 12 heures.

Les satellites en orbite polaire passent également par les pôles à chaque révolution, bien que leurs orbites soient moins elliptiques. Les orbites polaires restent fixes dans l'espace pendant que la Terre tourne. En conséquence, la majeure partie de la Terre passe sous un satellite en orbite polaire. Parce que les orbites polaires offrent une excellente couverture de la planète, elles sont utilisées pour la cartographie et la photographie. Les prévisionnistes s'appuient également sur réseau mondial satellites polaires qui survolent notre ballon en 12 heures.

Vous pouvez également classer les satellites en fonction de leur hauteur au-dessus de la surface de la Terre. Sur la base de ce schéma, il existe trois catégories :

Orbite terrestre basse (LEO) - Les satellites LEO couvrent une zone spatiale de 180 à 2000 kilomètres au-dessus de la Terre. Les satellites qui se déplacent près de la surface de la Terre sont idéaux pour l'observation, la collecte d'informations militaires et météorologiques.
Orbite moyenne de la Terre (MEO) - Ces satellites volent de 2 000 à 36 000 km au-dessus de la Terre. Les satellites de navigation GPS fonctionnent bien à cette altitude. La vitesse orbitale approximative est de 13 900 km/h.
Orbite géostationnaire (géosynchrone) - les satellites géostationnaires se déplacent autour de la Terre à une altitude supérieure à 36 000 km et à la même vitesse de rotation que la planète. Par conséquent, les satellites sur cette orbite sont toujours positionnés au même endroit sur Terre. De nombreux satellites géostationnaires volent autour de l'équateur, ce qui a créé de nombreux "embouteillages" dans cette région de l'espace. Plusieurs centaines de satellites de télévision, de communication et de météorologie utilisent l'orbite géostationnaire.

Enfin, on peut penser aux satellites dans le sens où ils « cherchent ». La plupart des objets envoyés dans l'espace au cours des dernières décennies regardent la Terre. Ces satellites disposent de caméras et d'équipements capables de voir notre monde à différentes longueurs d'onde de lumière, vous permettant de profiter d'un spectacle spectaculaire dans les couleurs ultraviolettes et infrarouges de notre planète. De moins en moins de satellites tournent leur regard vers l'espace, où ils observent des étoiles, des planètes et des galaxies, ainsi que des objets comme des astéroïdes et des comètes qui pourraient entrer en collision avec la Terre.

Satellites notables

Jusqu'à récemment, les satellites restaient des appareils exotiques et top-secrets qui étaient principalement utilisés à des fins militaires pour la navigation et l'espionnage. Ils font désormais partie intégrante de notre quotidien. Grâce à eux, nous découvrons les prévisions météorologiques (bien que les prévisionnistes, oh, combien de fois ils se trompent). Nous regardons la télévision et travaillons avec Internet également grâce aux satellites. Le GPS dans nos voitures et nos smartphones vous permet de vous rendre au bon endroit. Inutile de dire, la contribution inestimable du télescope Hubble et le travail des astronautes sur l'ISS ?

Cependant, il y a de vrais héros de l'orbite. Faisons leur connaissance.

Les satellites Landsat photographient la Terre depuis le début des années 1970 et détiennent le record d'observation de la surface de la Terre. Landsat-1, connu à l'époque sous le nom d'ERTS (Earth Resources Technology Satellite), a été lancé le 23 juillet 1972. Il transportait deux instruments principaux : une caméra et un scanner multispectral construits par la Hughes Aircraft Company et capables d'enregistrer des données en vert, rouge et deux spectres infrarouges. Le satellite a fait de si belles images et a été considéré comme un tel succès qu'une série entière a suivi. La NASA a lancé le dernier Landsat-8 en février 2013. Cet engin a piloté deux capteurs d'observation de la Terre, Operational Land Imager et Thermal Infrared Sensor, collectant des images multispectrales des régions côtières, glace polaire, îles et continents.
Les satellites environnementaux opérationnels géostationnaires (GOES) orbitent autour de la Terre en orbite géostationnaire, chacun étant responsable d'une partie fixe du globe. Cela permet aux satellites de surveiller de près l'atmosphère et de détecter les changements de conditions météorologiques pouvant entraîner des tornades, des ouragans, des inondations et des orages. Les satellites sont également utilisés pour estimer la quantité de précipitations et l'accumulation de neige, mesurer l'étendue de la couverture neigeuse et suivre les mouvements de la glace de mer et de lac. Depuis 1974, 15 satellites GOES ont été mis en orbite, mais dans le même temps, seuls deux satellites GOES "Ouest" et GOES "Est" observent la météo.
Jason-1 et Jason-2 ont joué un rôle clé dans l'analyse à long terme des océans de la Terre. La NASA a lancé Jason-1 en décembre 2001 pour remplacer le satellite NASA/CNES Topex/Poséidon, qui opère sur Terre depuis 1992. Pendant près de treize ans, Jason-1 a mesuré le niveau de la mer, la vitesse du vent et la hauteur des vagues dans plus de 95 % des océans libres de glace de la Terre. La NASA a officiellement déclassé Jason-1 le 3 juillet 2013. En 2008, Jason-2 est entré en orbite. Il emportait des instruments de haute précision qui permettaient de mesurer la distance du satellite à la surface de l'océan avec une précision de quelques centimètres. Ces données, en plus d'être précieuses pour les océanographes, fournissent un aperçu détaillé du comportement des modèles climatiques mondiaux.

Combien coûtent les satellites ?

Après Spoutnik et Explorer, les satellites sont devenus plus gros et plus complexes. Prenez TerreStar-1, un satellite commercial destiné à fournir une transmission de données mobiles en Amérique du Nord pour les smartphones et appareils similaires. Lancé en 2009, le TerreStar-1 pesait 6 910 kilogrammes. Et une fois complètement déployé, il a révélé une antenne de 18 mètres et des panneaux solaires massifs d'une envergure de 32 mètres.

Construire une machine aussi complexe nécessite une tonne de ressources, de sorte qu'historiquement, seuls les ministères et les entreprises aux poches profondes ont pu entrer dans le secteur des satellites. Une grande partie du coût d'un satellite réside dans le matériel - transpondeurs, ordinateurs et caméras. Un satellite météorologique typique coûte environ 290 millions de dollars. Le satellite espion coûtera 100 millions de dollars de plus. Ajoutez à cela le coût d'entretien et de réparation des satellites. Les entreprises doivent payer pour la bande passante satellite de la même manière que les propriétaires de téléphones paient pour communication cellulaire... Parfois, cela coûte plus de 1,5 million de dollars par an.

Autres facteur important est le coût de démarrage. Le lancement d'un seul satellite dans l'espace peut coûter entre 10 et 400 millions de dollars, selon le véhicule. La fusée Pegasus XL peut soulever 443 kilogrammes en orbite terrestre basse pour 13,5 millions de dollars. Le lancement d'un satellite lourd nécessitera plus de portance. La fusée Ariane 5G pourrait lancer un satellite de 18 000 kilogrammes en orbite basse pour 165 millions de dollars.

Malgré les coûts et les risques associés à la construction, au lancement et à l'exploitation de satellites, certaines entreprises ont réussi à en tirer toute une activité. Prenez Boeing, par exemple. En 2012, la société a livré une dizaine de satellites dans l'espace et reçu des commandes pendant plus de sept ans, générant près de 32 milliards de dollars de chiffre d'affaires.

L'avenir des satellites

Près de cinquante ans après le lancement de Spoutnik, les satellites, comme les budgets, se multiplient et se renforcent. Les États-Unis, par exemple, ont dépensé près de 200 milliards de dollars depuis le début du programme de satellites militaires et disposent désormais, malgré tout cela, d'une flotte de véhicules vieillissants en attente de remplacement. De nombreux experts craignent que la construction et le déploiement de gros satellites ne puissent tout simplement pas subsister avec l'argent des contribuables. La solution qui pourrait tout bouleverser reste les entreprises privées comme SpaceX, et d'autres qui clairement ne souffriront pas de la stagnation bureaucratique, comme la NASA, la NRO et la NOAA.

Une autre solution consiste à réduire la taille et la complexité des satellites. Des scientifiques de Caltech et de l'Université de Stanford travaillent sur un nouveau type de satellite, CubeSat, depuis 1999, basé sur des blocs de construction d'une face de 10 centimètres. Chaque cube contient des composants prêts à l'emploi et peut être combiné avec d'autres cubes pour augmenter l'efficacité et réduire la charge. En standardisant la conception et en réduisant le coût de construction de chaque satellite à partir de zéro, un seul CubeSat peut coûter aussi peu que 100 000 $.

En avril 2013, la NASA a décidé de tester ce principe simple et trois CubeSats alimentés par des smartphones commerciaux. L'objectif était de mettre des microsatellites en orbite pendant une courte période et de prendre des photos avec des téléphones. L'agence prévoit désormais de déployer un vaste réseau de tels satellites.

Qu'ils soient grands ou petits, les satellites du futur doivent être capables de communiquer efficacement avec les stations au sol. Historiquement, la NASA s'est appuyée sur les communications par radiofréquence, mais la RF a atteint sa limite à mesure que la demande de plus de puissance a augmenté. Pour surmonter cet obstacle, les scientifiques de la NASA développent un système de communication bidirectionnel basé sur des lasers au lieu d'ondes radio. Le 18 octobre 2013, des scientifiques ont d'abord lancé un faisceau laser pour transmettre des données de la Lune à la Terre (à une distance de 384 633 kilomètres) et ont atteint un taux de transfert record de 622 mégabits par seconde.

La vie humaine moderne est déjà impensable sans satellites terrestres artificiels, car avec leur aide, nous surveillons la météo et faisons ses prévisions, les satellites fournissent à une personne une communication longue distance, à l'aide de satellites, une personne mène diverses études uniques dans l'espace, qui en principe pas possible sur Terre... Mais l'histoire de la vie du compagnon n'a pas encore 60 ans. Le premier satellite artificiel de la Terre a été lancé en URSS le 4 octobre 1957, il y a exactement 56 ans. À l'heure actuelle, un grand nombre de satellites différents volent autour de notre planète sur des orbites différentes, faisant des travaux différents. Alors, quels satellites servent une personne ?

Les satellites qui assurent la communication sont probablement le type d'exploitation satellitaire le plus répandu et, pour ainsi dire, le plus évident, car à haute altitude, les signaux reçus et émis par le satellite peuvent être reçus en des points terrestres très éloignés de l'un l'autre. À l'aide de satellites de communication, nous regardons des programmes télévisés, parlons au téléphone, allons sur Internet.

Satellites assurant la navigation au sol. Certes, beaucoup ont entendu parler de la navigation GPS à l'aide de laquelle une personne peut déterminer l'emplacement de certains objets avec une grande précision. C'est le travail que font les satellites de navigation. À l'aide de navigateurs GPS intégrés aux téléphones mobiles, aux PDA et aux ordinateurs de voiture, n'importe qui peut déterminer son emplacement et planifier des itinéraires en fonction des panneaux de signalisation, rechercher les maisons et les rues dont il a besoin sur la carte, etc.

Le deuxième satellite le plus populaire est le satellite météorologique, qui surveille les changements du temps terrestre et étudie le climat de notre planète. C'est grâce aux satellites météorologiques que les prévisionnistes élaborent leurs propres prévisions météorologiques.

Bien sûr, l'armée ne pouvait pas manquer une occasion aussi magnifique de s'espionner depuis l'espace. Comme on dit, je suis assis haut, je regarde au loin. Les satellites espions sont capables de prendre des photographies haute définition d'objets sur Terre, d'écouter les systèmes de communication, d'effectuer une surveillance, etc.

Les satellites sont également aides irremplaçables pour les scientifiques dans leurs recherches scientifiques. Les satellites de recherche étudient le champ magnétique terrestre, les conditions de rayonnement, ils sont utilisés par les géomètres, les cartographes et autres spécialistes. Un type privé de satellites de recherche sont les biosatellites, sur lesquels les scientifiques mènent leurs expériences, résolvent divers problèmes techniques astronautique, etc.

Et bien sûr, dans leurs recherches, les satellites sont utilisés par les astronomes qui peuvent observer des galaxies lointaines et d'autres objets spatiaux depuis l'espace, tandis que l'atmosphère terrestre ne déforme pas les signaux reçus de l'espace. L'un des satellites astronomiques les plus connus est le célèbre télescope Hubble.

Les satellites de télécommunication sont généralement placés en orbite géostationnaire (GEO). qui est une orbite circulaire avec une altitude de 35 786 kilomètres au-dessus de l'équateur terrestre et suit le sens de rotation de la Terre. L'objet dans GEO a une période orbitale égale à la période de rotation, donc pour les observateurs au sol, il semble être stationnaire et occupe une position fixe dans le ciel.

Les satellites en GEO permettent une communication continue transmettre des signaux radiofréquence à partir d'antennes fixes. Ces signaux ne sont pas très différents de ceux utilisés dans les transmissions télévisuelles terrestres et ont généralement une fréquence de 3 à 50 fois plus élevée. Le signal reçu par le satellite est amplifié et retransmis vers la Terre, permettant la communication entre des points situés à des milliers de kilomètres.

Une particularité qui rend les satellites géostationnaires extrêmement attrayants est leur capacité à transmettre des informations... Le signal relayé peut être reçu par des antennes n'importe où dans la zone de couverture d'un satellite, comparable à la taille d'un pays, d'une région, d'un continent ou même de l'hémisphère entier. Quiconque possède une petite antenne de 40 à 50 cm de diamètre peut devenir un utilisateur direct du satellite.

Un satellite fonctionnant en orbite géostationnaire n'a besoin d'aucun moteur et son séjour en orbite terrestre peut durer de nombreuses années. La friction de la fine atmosphère supérieure finira par la ralentir et la faire descendre de plus en plus bas, et finira par brûler dans la basse atmosphère.

Si un satellite est lancé avec plus de carburant, il voyage plus vite et a un plus grand rayon orbital. Une grande orbite signifie que le mouvement angulaire du satellite autour de la Terre est plus lent. A titre d'exemple, la Lune, située à 380 000 km de la Terre, a une période orbitale de 28 jours.

Les satellites en orbite terrestre basse (LEO), comme de nombreux satellites scientifiques et d'observation, opèrent à des altitudes beaucoup plus basses : ils orbitent autour de la Terre en 90 minutes environ à des altitudes de plusieurs centaines de kilomètres.

Les satellites de télécommunication peuvent également être sur LEO, visibles de n'importe où pendant 10 à 20 minutes. Pour assurer la continuité de la transmission des informations, dans ce cas, il faudra déployer des dizaines de satellites.

Les systèmes de télécommunications sur LEO peuvent nécessiter 48, 66, 77, 80 ou même 288 satellites pour fournir les services requis. Plusieurs de ces systèmes ont été déployés pour fournir une connectivité aux terminaux mobiles. Ils utilisent des fréquences relativement basses (1,5-2,5 GHz), qui se situent dans la même gamme que les fréquences utilisées dans les réseaux mobiles avec GSM. Le fait que pour de ce genre les satellites ne nécessitent pas d'appareils de transmission et de réception coûteux - et pour eux, aucun suivi minutieux du satellite n'est nécessaire dans ce cas. De plus, la basse altitude minimise le délai de transit du signal et nécessite moins de puissance d'émission pour établir les communications.

Un satellite de la Terre est tout objet qui se déplace selon une trajectoire courbe autour d'une planète. La lune est originale satellite naturel Terre, et il existe de nombreux satellites artificiels, généralement en orbite proche de la Terre. La trajectoire du satellite est une orbite, qui prend parfois la forme d'un cercle.

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Pour comprendre pourquoi les satellites se déplacent ainsi, il faut revenir à notre ami Newton. existe entre deux objets quelconques de l'univers. Sans cette force, un satellite se déplaçant près de la planète continuerait à se déplacer à la même vitesse et dans la même direction - en ligne droite. Cependant, cette trajectoire inertielle rectiligne du satellite est équilibrée par la forte attraction gravitationnelle dirigée vers le centre de la planète.

Orbites de satellites terrestres artificiels

Parfois, l'orbite d'un satellite terrestre artificiel ressemble à une ellipse, un cercle écrasé qui se déplace autour de deux points appelés foyers. Les mêmes lois de base du mouvement s'appliquent, sauf que la planète est dans un foyer. En conséquence, la force nette appliquée au satellite n'est pas uniforme sur toute son orbite et la vitesse du satellite change constamment. Il se déplace le plus rapidement lorsqu'il est le plus proche de la Terre - un point appelé périgée - et le plus lent lorsqu'il est le plus éloigné de la Terre - un point appelé apogée.

Il existe de nombreuses orbites différentes des satellites terrestres. Celles qui retiennent le plus l'attention sont les orbites géostationnaires, car elles sont stationnaires sur un point spécifique de la Terre.

L'orbite choisie pour le satellite artificiel dépend de son application. Par exemple, l'orbite géostationnaire est utilisée pour la télévision en direct. De nombreux satellites de communication utilisent également une orbite géostationnaire. D'autres systèmes satellitaires, tels que les téléphones satellitaires, peuvent utiliser des orbites terrestres basses.

De même, les systèmes satellitaires utilisés pour la navigation, tels que Navstar ou Global Positioning (GPS), occupent une orbite terrestre relativement basse. Il existe également de nombreux autres types de satellites. Des satellites météorologiques aux satellites de recherche. Chacun d'eux aura son propre propre type orbites en fonction de son application.

L'orbite réelle choisie d'un satellite terrestre dépendra de facteurs tels que sa fonction et la zone dans laquelle il est destiné à desservir. Dans certains cas, l'orbite du satellite terrestre peut atteindre 100 miles (160 km) pour LEO, tandis que d'autres peuvent atteindre plus de 22 000 miles (36 000 km), comme dans le cas de l'orbite GEO en orbite GEO.

Le premier satellite artificiel de la terre

Le premier satellite terrestre artificiel a été lancé le 4 octobre 1957 par l'Union soviétique et a été le premier satellite artificiel de l'histoire.

Spoutnik 1 a été le premier de plusieurs satellites lancés par l'Union soviétique dans le cadre du programme Spoutnik, dont la plupart ont été couronnés de succès. Spoutnik 2 a suivi un deuxième satellite en orbite ainsi que le premier à embarquer un animal, une chienne nommée Laika. Spoutnik 3 a subi le premier échec.

Le premier satellite terrestre avait une masse approximative de 83 kg, possédait deux émetteurs radio (20,007 et 40,002 MHz) et tournait autour de la Terre à une distance de 938 km de son apogée et de 214 km à son périgée. L'analyse des signaux radio a été utilisée pour obtenir des informations sur la concentration d'électrons dans l'ionosphère. La température et la pression ont été codées pour la durée des signaux radio qu'il a émis, indiquant que le satellite n'a pas été perforé par une météorite.

Le premier satellite de la Terre était une sphère en aluminium de 58 cm de diamètre avec quatre antennes longues et fines d'une longueur de 2,4 à 2,9 m. Les antennes ressemblaient à de longues moustaches. Le vaisseau spatial a reçu des informations sur la densité de la haute atmosphère et la propagation des ondes radio dans l'ionosphère. Les appareils et les sources d'énergie électrique ont été placés dans la capsule, qui comprenait également des émetteurs radio fonctionnant à 20,007 et 40,002 MHz (environ 15 et 7,5 m à une longueur d'onde), les émissions ont été faites en groupes alternatifs d'une durée de 0,3 s. La mise à la terre de la télémétrie comprenait des données de température à l'intérieur et à la surface de la sphère.

Comme la sphère était remplie d'azote sous pression, Spoutnik 1 a eu sa première opportunité de détecter des météorites, bien qu'il ne l'ait pas fait. La perte de pression à l'intérieur, due à la pénétration sur la surface extérieure, s'est reflétée dans les données de température.

Types de satellites artificiels

Les satellites artificiels sont différents types, formes, tailles et jouent des rôles différents.

Satellites météorologiques aider les météorologues à prévoir le temps ou voir ce qui se passe en ce moment. Un bon exemple est un satellite environnemental opérationnel géostationnaire (GOES). Ces satellites terrestres contiennent généralement des caméras qui peuvent renvoyer des photographies de la météo terrestre, soit à partir de positions géostationnaires fixes, soit à partir d'orbites polaires.
Satellites de télécommunications permettre la transmission de conversations téléphoniques et informatives par satellite. Les satellites de communication typiques incluent Telstar et Intelsat. La caractéristique la plus importante d'un satellite de communication est un transpondeur - un récepteur radio qui capte une conversation sur une fréquence, puis l'amplifie et la retransmet à la Terre sur une fréquence différente. Un satellite contient généralement des centaines ou des milliers de transpondeurs. Les satellites de communication sont généralement géosynchrones.
Satellites de diffusion transmettre des signaux de télévision d'un point à un autre (comme les satellites de communication).
Satellites scientifiques comme le télescope spatial Hubble effectuent toutes sortes de missions scientifiques. Ils regardent tout, des taches solaires aux rayons gamma.
Satellites de navigation aider les navires et les avions à naviguer. Les satellites les plus connus sont GPS NAVSTAR.
Satellites de sauvetage réagir aux signaux d'interférence radio.
Satellites d'observation de la Terre ils vérifient la planète pour les changements dans tout : de la température, le boisement, à la couverture de glace. Les plus célèbres sont la série Landsat.
Satellites militaires Les terres sont en orbite, mais la plupart des informations de position réelles restent classifiées. Les satellites peuvent inclure le relais de communication crypté, la surveillance nucléaire, la surveillance des mouvements ennemis, l'alerte précoce des lancements de missiles, l'écoute des liaisons radio au sol, l'imagerie radar et la photographie (en utilisant essentiellement de grands télescopes qui photographient des zones d'intérêt militaire).

Terre depuis un satellite artificiel en temps réel

Imagerie satellite de la Terre, diffusée en temps réel par la NASA depuis la Station spatiale internationale. Les images sont capturées par quatre caméras haute résolution isolé des températures froides, nous permettant de nous sentir plus proches de l'espace que jamais.

L'expérience (HDEV) à bord de l'ISS a été activée le 30 avril 2014. Il est monté sur le véhicule cargo externe du module Columbus de l'Agence spatiale européenne. Cette expérience implique plusieurs caméras vidéo haute définition qui sont enfermées dans un boîtier.

Conseil; placez le lecteur en HD et en plein écran. Il y a des moments où l'écran sera noir, cela peut être pour deux raisons : la station traverse la zone d'orbite, où elle se trouve la nuit, l'orbite dure environ 90 minutes. Ou l'écran s'assombrit lorsque les caméras sont changées.

Combien de satellites sont en orbite terrestre en 2018 ?

Selon l'indice des objets lancés dans l'espace extra-atmosphérique du Bureau des Nations Unies pour les affaires spatiales (UNOOSA), il y a actuellement environ 4 256 satellites en orbite autour de la Terre, en hausse de 4,39 % par rapport à l'année dernière.

221 satellites ont été lancés en 2015, ce qui est le deuxième plus grand en un an, bien qu'il soit inférieur au nombre record de 240 lancés en 2014. L'augmentation du nombre de satellites en orbite autour de la Terre est inférieure au nombre lancé l'année dernière, car les satellites ont une durée de vie limitée. Les gros satellites de communication à partir de 15 ans ou plus, tandis que les petits satellites tels que CubeSat, ne peuvent compter que sur une durée de vie de 3 à 6 mois.

Combien de ces satellites en orbite terrestre sont en service ?

L'Union of Scientists (UCS) clarifie lequel de ces satellites en orbite fonctionne, et ce n'est pas autant qu'on pourrait le penser ! Actuellement, il n'y a que 1 419 satellites terrestres opérationnels - seulement environ un tiers du total en orbite. Cela signifie qu'il y a beaucoup de métal inutile autour de la planète ! C'est pourquoi les entreprises qui les regardent capturer et récupérer des débris spatiaux s'intéressent beaucoup à des techniques telles que les filets spatiaux, les lance-pierres ou les voiles solaires.

Que font tous ces satellites ?

Selon les données de l'UCS, les principales cibles des satellites opérationnels sont :

Communication - 713 satellites
Observation de la Terre / science - 374 satellites
Démonstration / développement technologique à l'aide de 160 satellites
Navigation & GPS - 105 satellites
Sciences spatiales - 67 satellites

Il est à noter que certains satellites ont des cibles multiples.

A qui appartiennent les satellites de la Terre ?

Il est intéressant de noter qu'il existe quatre principaux types d'utilisateurs dans la base de données UCS, bien que 17% des satellites appartiennent à plusieurs utilisateurs.

94 satellites enregistrés par des civils : ce sont généralement des établissements d'enseignement, bien qu'il existe d'autres organisations nationales. 46% de ces satellites ont pour objectif de développer des technologies telles que les sciences de la terre et de l'espace. L'observation est encore de 43%.
579 appartiennent à des utilisateurs commerciaux : des organisations commerciales et des organisations gouvernementales qui souhaitent vendre les données qu'elles collectent. 84 % de ces satellites sont axés sur les services de communication et de positionnement global ; des 12 % restants sont des satellites d'observation de la Terre.
401 satellites appartiennent à des utilisateurs gouvernementaux : principalement des organisations spatiales nationales, mais aussi d'autres organismes nationaux et internationaux. 40 % d'entre eux sont des satellites de communication et de positionnement global ; 38 % se concentrent sur l'observation de la Terre. Sur le reste, le développement de la science et de la technologie spatiales est de 12 % et 10 %, respectivement.
345 satellites appartiennent aux militaires : les communications, l'observation de la Terre et les systèmes de positionnement global y sont à nouveau concentrés, avec 89 % des satellites desservant l'une de ces trois cibles.

Combien de pays satellites ont

Selon UNOOSA, environ 65 pays ont lancé des satellites, bien qu'il n'y ait que 57 pays enregistrés utilisant des satellites dans la base de données UCS et que certains satellites soient répertoriés auprès d'opérateurs coopératifs/multinationaux. Le plus grand:

États-Unis avec 576 satellites
La Chine avec 181 satellites
La Russie avec 140 satellites
Le Royaume-Uni est répertorié comme ayant 41 satellites et participe à 36 satellites supplémentaires détenus par l'Agence spatiale européenne.

Rappelez-vous quand vous regardez!
La prochaine fois que vous regarderez le ciel nocturne, rappelez-vous qu'il y a environ deux millions de kilogrammes de métal entourant la Terre entre vous et les étoiles !

Dans notre groupe sur VK (vk.com/posterspbru), l'un des utilisateurs a laissé un commentaire si sarcastique et enjoué :

- Monya, où cherches-tu ?

- Aux étoiles. Croyez-le ou non, il y a 8000 satellites !

- Et hop, c'est devenu plus facile de respirer ?

Il nous a donné l'idée de cet article.

Peut-être que l'ami de Moni a raison - au sens littéral du terme, les satellites n'aident pas les gens à respirer. Bien que ce soit un point discutable, car les satellites sont capables de sauver des situations dans lesquelles les gens peuvent s'étouffer. Probablement, beaucoup d'entre nous pensent rarement à quel point les satellites affectent nos vies.

Voici quelques-unes des applications que nous offrent les satellites.

1. Les satellites envoient des signaux de télévision aux foyers, mais ils sont également à la base de la télévision par câble et en réseau. En d'autres termes, pas de satellites - pas d'informations, pas de retransmission de matchs sportifs, pas de Jeux olympiques en habitent etc. Les satellites transmettent des signaux à partir d'une station centrale, qui génère des programmes pour des stations plus petites, qui transmettent des signaux à niveau local... Toutes les liaisons directes sont possibles grâce aux satellites.

2. Les satellites assurent les communications téléphoniques dans les avions et sont souvent le seul canal connexion téléphonique pour de nombreuses zones rurales et zones où lignes téléphoniques endommagés par des catastrophes naturelles. Les satellites constituent également la principale source de synchronisation pour téléphones portables et des téléavertisseurs. En 1998, une panne de satellite a démontré cette dépendance - 80 % des téléavertisseurs aux États-Unis se sont temporairement tus, la radio nationale publique n'a pas pu distribuer ses émissions aux affiliés et n'a diffusé que via un site Web, et une image vidéo a été gelée le soir de CBS nouvelles et ne diffusent que de l'audio.

3. Satellite systèmes de navigation permettre à tout utilisateur de naviguer sur le terrain. Les navigateurs GPS font partie monde moderne, qu'ils soient utilisés dans des véhicules privés ou à des fins commerciales ou militaires pour la navigation sur terre, en mer ou dans les airs. Et d'ailleurs, Navigation GPS joue un rôle décisif dans de nombreuses situations, par exemple lorsqu'un navire se dirige vers le port par mauvais temps.

4. Les satellites connectent les entreprises aux fournisseurs, fournissent l'épine dorsale des vidéoconférences internationales, fournissent une autorisation de carte de crédit et des opérations bancaires instantanées. Sans satellite en orbite, vous ne pourrez pas régler vos achats dans un hypermarché avec votre carte bancaire.

5. Les satellites fournissent aux météorologues des données météorologiques, à l'aide desquelles ils surveillent non seulement s'il fait nuageux ou ensoleillé aujourd'hui, mais aussi les éruptions volcaniques, les ouragans, les fuites de gaz, etc. Revenant à la question de Mona et de son ami, dans certains cas, les satellites aideront une personne à respirer, simplement parce qu'ils l'avertiront qu'un nuage de gaz toxiques se déplace vers l'endroit où il se trouve. Ou un satellite peut le secourir en mer ou à terre en transmettant un signal de balise aux services de secours.

Les spoutniks sont l'une des principales sources de données pour la recherche sur le changement climatique. Les satellites surveillent les températures et les courants océaniques. Ils peuvent signaler la pollution de l'air, aider à organiser des opérations de sauvetage dans les régions sinistrées, aider à localiser des personnes dans des zones reculées, envoyer des signaux de détresse, etc.

6. Le satellite peut détecter les eaux souterraines et les sources minérales, surveiller le transfert de nutriments et de polluants de la terre vers les sources d'eau, mesurer la température de la terre et de l'eau, mesurer la croissance des algues dans les mers et l'érosion de la couche arable sur terre. Ils peuvent surveiller efficacement les infrastructures à grande échelle telles que les conduites de carburant qui doivent être vérifiées pour détecter les fuites à l'aide de satellites plutôt que de travaux manuels (ce qui prendra de nombreuses heures). L'imagerie satellite aide de nombreuses industries, et même vous pouvez profiter de Google Earth grâce aux satellites.

Les satellites sont d'une grande importance pour les pays en développement, car ils fournissent à leurs populations dans les régions éloignées un accès aux données, aux informations éducatives, aux informations médicales, etc. Une personne ne peut obtenir le bon traitement que parce que son médecin consulte un collègue compagnon plus expérimenté.

7. L'exploration spatiale est impossible sans satellites. Les satellites télescopiques jouent un rôle essentiel dans la compréhension de nombreux phénomènes spatiaux.

Les satellites anthropiques en orbite terrestre affectent fortement notre Vie moderne bien que beaucoup ne s'en rendent pas compte. Dans une certaine mesure, les satellites nous aident à respirer librement, en nous fournissant des données, une aide opportune et des opportunités. Les satellites rendent la vie plus sûre, offrent une multitude de commodités modernes et aident à diffuser des divertissements et à explorer la Terre et l'espace.