Combien y a-t-il de satellites artificiels terrestres ? À qui appartiennent les satellites de la Terre ? GPS - le début de la navigation mondiale

La Terre, comme tout corps cosmique, possède son propre champ gravitationnel et des orbites proches dans lesquelles peuvent se trouver des corps et des objets de différentes tailles. Le plus souvent, ils font référence à la Lune et à la Station spatiale internationale. Le premier marche sur sa propre orbite, et l'ISS - sur une orbite basse proche de la Terre. Il existe plusieurs orbites qui diffèrent par leur distance à la Terre, leur emplacement relatif par rapport à la planète et leur sens de rotation.

Orbites de satellites artificiels de la Terre

Aujourd'hui, dans l'espace proche de la Terre, de nombreux objets sont le résultat de l'activité humaine. Il s’agit essentiellement de satellites artificiels utilisés pour assurer les communications, mais il existe également de nombreux débris spatiaux. L'un des satellites artificiels les plus célèbres de la Terre est la Station spatiale internationale.

Les satellites se déplacent sur trois orbites principales : équatoriale (géostationnaire), polaire et inclinée. Le premier se situe entièrement dans le plan du cercle équatorial, le second lui est strictement perpendiculaire et le troisième est situé entre eux.

Orbite géosynchrone

Le nom de cette trajectoire est dû au fait que le corps qui la parcourt a une vitesse égale à la période sidérale de la rotation de la Terre. L'orbite géostationnaire est un cas particulier d'orbite géosynchrone, qui se situe dans le même plan que l'équateur terrestre.

Avec une inclinaison non égale à zéro et une excentricité nulle, le satellite, observé depuis la Terre, décrit un huit dans le ciel pendant la journée.

Le premier satellite en orbite géosynchrone est l'américain Syncom-2, lancé en 1963. Aujourd’hui, dans certains cas, les satellites sont placés en orbite géosynchrone car le lanceur ne peut pas les lancer sur une orbite géosynchrone.

Orbite géostationnaire

Cette trajectoire porte ce nom car, malgré le mouvement constant, l'objet qui s'y trouve reste statique par rapport à la surface de la Terre. L'endroit où se trouve l'objet est appelé le point debout.

Les satellites placés sur une telle orbite sont souvent utilisés pour transmettre la télévision par satellite, car leur nature statique vous permet de pointer l'antenne vers eux une seule fois et de rester connecté pendant longtemps.

L'altitude des satellites en orbite géostationnaire est de 35 786 kilomètres. Puisqu'ils sont tous directement au-dessus de l'équateur, seul le méridien est nommé pour indiquer la position, par exemple 180,0°E Intelsat 18 ou 172,0°E Eutelsat 172A.

Le rayon orbital approximatif est d’environ 42 164 km, la longueur est d’environ 265 000 km et la vitesse orbitale est d’environ 3,07 km/s.

Orbite elliptique élevée

Une orbite elliptique haute est une trajectoire dont la hauteur au périgée est plusieurs fois inférieure à celle à l'apogée. Placer des satellites sur de telles orbites présente un certain nombre d’avantages importants. Par exemple, un tel système peut suffire à desservir l’ensemble de la Russie ou, par conséquent, un groupe d’États ayant une superficie totale égale. De plus, les systèmes VEO situés aux hautes latitudes sont plus performants que les satellites géostationnaires. Et placer un satellite sur une orbite elliptique élevée coûte environ 1,8 fois moins cher.

Grands exemples de systèmes fonctionnant sur VEO :

• Observatoires spatiaux lancés par la NASA et l'ESA.
• Radio satellite Sirius XM.
• Communications par satellite Meridian, -Z et -ZK, Molniya-1T.
• Système de correction par satellite GPS.

Orbite terrestre basse

Il s'agit de l'une des orbites les plus basses qui, selon diverses circonstances, peuvent avoir respectivement une altitude de 160 à 2 000 km et une période orbitale de 88 à 127 minutes. La seule fois où LEO a été surmontée par un vaisseau spatial habité, c'était lors du programme Apollo avec l'atterrissage d'astronautes américains sur la Lune.

La plupart des satellites terrestres artificiels actuellement utilisés ou déjà utilisés fonctionnaient en orbite terrestre basse. Pour la même raison, la majeure partie des débris spatiaux se trouve désormais dans cette zone. La vitesse orbitale optimale pour les satellites situés en LEO est, en moyenne, de 7,8 km/s.

Exemples de satellites artificiels en LEO :

• Station spatiale internationale (400 km).
• Satellites de télécommunications d'une grande variété de systèmes et de réseaux.
• Véhicules de reconnaissance et satellites de sonde.

L'abondance de débris spatiaux en orbite est le principal problème moderne de l'ensemble de l'industrie spatiale. Aujourd'hui, la situation est telle que la probabilité de collisions entre divers objets en LEO augmente. Et cela, à son tour, conduit à la destruction et à la formation d’encore plus de fragments et de pièces en orbite. Des prévisions pessimistes suggèrent que le principe Domino lancé pourrait complètement priver l'humanité de la possibilité d'explorer l'espace.

Orbite de référence basse

La référence basse est généralement appelée l'orbite de l'appareil, qui prévoit un changement d'inclinaison, d'altitude ou d'autres changements importants. Si l'appareil ne dispose pas de moteur et n'effectue pas de manœuvres, son orbite est appelée orbite terrestre basse.

Il est intéressant de noter que les balisticiens russes et américains calculent sa hauteur différemment, car les premiers sont basés sur un modèle elliptique de la Terre et les seconds sur un modèle sphérique. De ce fait, il existe une différence non seulement en hauteur, mais également en position du périgée et de l'apogée.

Le premier satellite artificiel de la Terre a été lancé dans l'espace le 4 octobre 1957. Depuis lors, plus de 4 600 lancements ont été effectués, à la suite desquels environ 6 000 satellites sont apparus sur Terre, la grande majorité d'entre eux étant placés en position géostationnaire (GEO - Geostationary Earth Orbit) et basse stationnaire (LEO - Low Earth Orbit). Orbite) orbites proches de la Terre. Malgré un si grand nombre de satellites lancés, à peine un millier d’entre eux sont actuellement opérationnels. Mais où sont les autres ?

Les débris spatiaux sont apparus pour la première fois en grande quantité le 29 juin 1961, 77 minutes après l'entrée en orbite de l'étage du lanceur spatial américain, pesant environ 750 kg. Plus de 200 de ses fragments se sont dispersés sur des orbites à des altitudes de 300 à 2 200 km. Et aujourd'hui, sur les orbites proches de la Terre, des tonnes de fragments de destructions diverses sont déjà surveillées en quantités énormes : environ 15 000 particules de 10 à 15 centimètres et plus, plusieurs centaines de milliers de particules centimétriques inaccessibles pour une surveillance constante, et des millions de particules millimétriques. Les raisons de la destruction des satellites sont très différentes : autodestruction en fin de vie, accidents, collisions. Il arrive que les étages épuisés des lanceurs, qui en théorie devraient tomber immédiatement sur Terre à l'emplacement calculé après avoir terminé leur tâche, volent autour de la Terre pendant des années.

Voilà à peu près à quoi ressemblent les débris spatiaux sur les orbites terrestres basses. L'artiste a dessiné ces dessins spécifiquement pour l'Agence spatiale européenne (ESA). Vous pouvez les consulter en bonne résolution sur le site Internet de l'Agence. .

Les orbites les plus basses maîtrisées par l'homme sont utilisées par les satellites pour l'imagerie de la surface de la Terre, l'observation météorologique et les communications, les navires et les stations habités. Ils volent à des altitudes de 300 à 2 000 000 kilomètres. C'est ici que se trouvent environ 70 % des débris spatiaux et leur concentration aux altitudes les plus « peuplées » - de 900 à 1 500 kilomètres - a atteint une valeur telle que même si tous les lancements de nouveaux satellites sont désormais arrêtés, à partir d'environ 2055, Le nombre de débris nouvellement formés commencera à dépasser son déclin (ce qu’on appelle « l’auto-purification »).

Débris spatiaux sur les orbites LEO. .

Mais sur les orbites situées entre 2 et 6 et entre 12 et 19 000 kilomètres, il n’y a pratiquement pas d’engins spatiaux, car il y a des couches de rayonnement élevé (ceintures de rayonnement terrestre). Il est théoriquement possible de rester longtemps dans des véhicules sur ces orbites, mais pour cela, ils doivent être protégés par des plaques de plomb - et ils doivent également y être livrés d'une manière ou d'une autre, ce qui est difficile et coûteux, et donc commercialement injustifié. . Mais la région située entre 6 000 et 12 000 kilomètres d'altitude commence lentement à être «peuplée» - cependant, des satellites de communication commencent tout juste à y être lancés.

Vue des orbites LEO vues au-dessus du pôle Nord. .

Vue des orbites LEO vues au-dessus de l'équateur. .

Au-dessus de 22 000 km au-dessus de la Terre, il existe une région « non peuplée » de l'espace extra-atmosphérique jusqu'aux orbites des satellites géostationnaires, à une altitude de 32 000 à 40 000 kilomètres. À une altitude de 35 800 km, la vitesse angulaire du satellite est égale à la vitesse angulaire de la surface de la Terre située en dessous d'eux, de sorte que les satellites se déplacent à peu près sur la même zone à la surface de notre planète. Cela fait de GEO une orbite idéale pour les communications puisqu’il n’est pas nécessaire de suivre le satellite pour déterminer où pointer l’antenne. Nos antennes paraboliques sont pointées vers un tel vaisseau spatial et nous pouvons regarder de nombreux programmes de télévision différents.

Simulation d'une explosion en orbite GEO. .

Que se passe-t-il dans l'espace après l'explosion ? Un satellite géostationnaire a une vitesse d'environ 11 km/s. À des vitesses supérieures à ce seuil (la troisième vitesse de fuite), les débris spatiaux pourraient vaincre la gravité terrestre et s'éloigner de leur orbite. Mais vous ne pouvez pas attacher un réservoir de carburant et un moteur personnel à chaque débris spatial, de sorte qu’il reste en orbite, tournant autour de la Terre et se multipliant, se multipliant, se multipliant.

Simulation d'une explosion en orbite GEO. Le deuxième jour après l'explosion. .

Actuellement, le nombre de stations opérationnelles en orbite géostationnaire est d'environ 350. Toutes finiront par se transformer en débris spatiaux, tout comme environ un millier d'objets anciens accumulés là-bas, dont la taille est supérieure à 0,5 mètre de section transversale, se sont transformés en ceux utilisés. Il y a bien sûr encore plus de petits débris, mais il est plus difficile de les détecter, bien qu'il existe tout un système international pour suivre ces objets.

La gravité terrestre et les forces centrifuges affectent les satellites géostationnaires. .

Les avantages des satellites se déplaçant sur des orbites GEO sont évidents. Mais il y a aussi des inconvénients, parmi lesquels la grande distance entre le satellite et la surface de la Terre. Mais une puissance suffisante ou une antenne suffisamment grande peuvent néanmoins surmonter cette limitation. Une limitation plus sérieuse est qu'il n'y a qu'une seule orbite géostationnaire, ce qui signifie qu'il existe un nombre limité d'endroits où les satellites géostationnaires peuvent être placés - cela est dû à la limitation du nombre de fréquences disponibles pour la communication afin qu'il n'y ait pas d'interférence lorsque recevoir et transmettre des signaux de différents satellites. Mais certaines forces modifient les orbites au fil du temps. Par exemple, puisque le plan orbital géostationnaire n'est pas aligné avec le plan orbital de la Terre (l'écliptique) ou avec le plan orbital de la Lune, l'attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune augmente progressivement l'inclinaison orbitale de chaque satellite pour déplacer les satellites géostationnaires hors de leur position. orbite équatoriale.

Orbites à une altitude de 19 à 22 000 kilomètres de la surface de la Terre. .

On y trouve des satellites des systèmes de navigation de la Russie et des États-Unis (Glonass et Navstar), et des systèmes du même type sont progressivement déployés pour l'Europe (Galileo) et la Chine (Compass). Les navigateurs de nouvelle génération nous permettent de naviguer sur le terrain à l'aide des signaux des vaisseaux spatiaux provenant de ces systèmes ; ils sont installés dans les voitures, dans les taxis - tout le monde peut les acheter.

Pour réduire les risques de collision, les satellites géostationnaires doivent être retirés de la zone GEO à la fin de leur mission spatiale. .

Donner à un satellite une troisième vitesse de fuite coûte aujourd’hui deux fois plus cher que n’importe quel mouvement d’une orbite GEO à une autre, et aujourd’hui environ un cinquième des engins spatiaux sont équipés de moteurs supplémentaires. Pour réaliser un tel lift, il faut dépenser autant de carburant que le satellite en a besoin pour 3 mois de fonctionnement. Mais il n'est pas possible de « lancer » des satellites jusqu'à présent - élever les satellites à 300 km au-dessus de leur orbite de travail permet de les transférer dans un « cimetière » sûr, c'est-à-dire que l'orbite deviendrait encombrée, mais la durée de vie des satellites opérationnels serait étendus et nécessiteraient un remplacement moins fréquent, ce qui signifie que, bien que partiellement, le problème des déchets peut être résolu. C’est aujourd’hui la seule opportunité de préserver la ressource unique des orbites GEO.

Cependant, cette manœuvre est possible si non seulement il y a suffisamment de carburant, mais aussi si des pannes et des dysfonctionnements imprévus ne se produisent pas, comme des pannes de communication ou des défauts d'alimentation électrique.

Déviation d'un satellite GEO de son orbite d'origine. .

La forme non idéale, c'est-à-dire non circulaire, de l'équateur terrestre fait que les satellites GEO « coulent » lentement vers l'un des deux points d'équilibre stables le long de l'équateur, c'est-à-dire qu'ils dérivent d'avant en arrière par rapport à ces points. De plus, l'influence à long terme du Soleil, de la Lune et de la Terre est telle que si un satellite tombe à court de carburant, le plan orbital sur lequel il tournera autour de la Terre s'écartera progressivement (même si cela ne se produit pas instantanément) de son plan orbital. celui d'origine. Selon les lois de la mécanique céleste, le plan orbital précession avec une période de 52 ans et une amplitude d'environ 15°. Cela représente une menace pour les autres satellites géostationnaires, puisque deux fois par jour, ces vieux débris traverseront leur orbite GEO.

Correction de l'orbite du satellite. .

Mais il n’y a pas que les débris spatiaux qui dérivent. Un satellite en activité ne peut pas se déplacer strictement le long de l'orbite conçue. Pour les mêmes raisons que les débris, un satellite GEO dérive constamment hors de son orbite idéale, et il est nécessaire de compenser cette dérive en allumant périodiquement des propulseurs correcteurs pour pousser les satellites dans les directions nord-sud et est-ouest. Si les services au sol ne le faisaient pas, alors tous dans la direction est-ouest « couleraient » également dans deux « dépressions » naturelles (105° ouest et 75° est de longitude). En raison de ces manœuvres, l'orbite des satellites GEO n'est pas circulaire, mais légèrement elliptique, et la distance entre le centre de la Terre et le satellite fluctue tout au long de la journée. Ces fluctuations sont assez importantes - 10 à 20 kilomètres ou plus de haut en bas de l'orbite idéale. Il peut théoriquement y avoir plusieurs satellites sur une telle orbite elliptique, mais pour éviter qu'ils n'entrent en collision, ils doivent être contrôlés de manière à ce qu'ils soient toujours aux points opposés de cette orbite. En pratique, en raison d'erreurs inévitables lors des manœuvres des satellites et de l'incapacité de déterminer avec une très grande précision l'orbite relative, les satellites ne se déplacent pas le long des mêmes trajectoires et ne sont pas exactement dans la phase « l'un face à l'autre », et maintenant il y a généralement pas plus de six satellites dans une telle « fenêtre d'admission ».

Options sur ce à quoi pourraient ressembler les orbites GEO d’ici 2112. .

Ce qui se passera si les débris spatiaux ne sont pas « retirés » des orbites GEO est déjà clair. Pour les altitudes LEO, le pire, ce sont les débris spatiaux réduits en poussière. Il peut y tourner pendant des milliers d'années, et s'il y a beaucoup de poussière de ce type, il sera impossible de la traverser pendant ces milliers d'années. Par conséquent, il est maintenant nécessaire d'éliminer les débris sur les orbites basses, car se débarrasser des gros objets est une véritable tâche et seul un assistant peut aider à se débarrasser des micropoussières. Selon les experts, le coût d'un tel équipement de «récolte» coûtera dix fois plus cher que le lancement d'un lanceur de type Proton. Même si nous commençons à les utiliser dès maintenant, la quantité de déchets comiques augmentera d'ici 2112, mais si tout est laissé au hasard et que rien ne change dans le secteur spatial, la situation pourrait devenir ingérable.

Pour garantir que les satellites nouvellement lancés dans l'espace, y compris ce « nettoyeur », ne deviennent pas immédiatement de nouveaux objets de débris spatiaux, l'observation, le catalogage des objets volants en orbite et la modélisation des situations à différentes altitudes de l'espace proche de la Terre sont déjà en cours, en prenant en compte le passage de la Terre à travers de nombreux flux de météoroïdes, ainsi que le suivi des directions d'arrivée les plus dangereuses des objets spatiaux naturels dans l'espace proche de la Terre. Il s'agit d'un travail complexe qui nécessite un équipement et des connaissances particulières. Il n’est toutefois pas possible de garantir une grande précision des prévisions concernant de telles situations. Cela est dû au fait que le nombre d'utilisateurs de l'espace est en constante augmentation, de nouvelles technologies apparaissent, pour lesquelles il n'y a tout simplement pas assez de statistiques pour les prédictions, cela est également dû à l'incertitude des futures explosions et collisions d'objets en orbite.

Pourcentage d'objets sur des orbites GEO. .

En décembre 2004, sur les 1 124 objets connus situés sur des orbites GEO, 31 % sont des satellites actifs, 37 % sont des objets dérivant autour de la Terre, 13 % fluctuent approximativement autour de points d'équilibre stables, 153 objets sur les orbites desquels il n'y a pas de données et 60 objets non identifiés (non identifiés).

Le 12 février dernier, à 800 km d'altitude au-dessus de la Sibérie, un satellite russe lancé en orbite en 1993, contrôlé mais ne fonctionnant pas, et un satellite américain lancé en 1997, assurant les communications de Motorola (système Iridium), sont entrés en collision. « Nous ne nous attendions pas à une collision. Mais il est impossible de suivre le mouvement de tous les objets en orbite, et cet incident souligne une fois de plus la nécessité d'une coopération étroite entre les pays sur les questions spatiales", a déclaré le Pentagone, reconnaissant son erreur dans les calculs de trajectoire et précisant que c'était la première fois. un satellite intact est entré en collision en orbite.

Entre-temps, rappelons qu'en avril 2005, les Américains ont lancé dans l'espace le vaisseau spatial Dart, censé rencontrer le satellite militaire épuisé Mublcom afin de tester la méthode d'amarrage autonome. Soit dit en passant, les deux unités étaient des objets intacts. À la suite d'une erreur informatique, la navigation des véhicules s'est effectuée avec des erreurs, ils sont entrés en collision, sont devenus des objets endommagés et, comme l'ont expliqué les Américains, tous deux auraient dû brûler sans difficultés particulières en entrant dans les couches denses de l'atmosphère. D’une manière ou d’une autre, ces deux situations ne sont pas planifiées et rien ne garantit que cela ne se reproduira pas.

Il y a suffisamment de problèmes dans l'espace sans cela. À ce jour, près de 200 explosions d'objets spatiaux ont été enregistrées, et il est fort possible que certaines d'entre elles soient associées à des collisions avec des fragments de débris spatiaux. Il n’est pas toujours facile de vérifier et de prouver cela. Au cours des 10 dernières années, nos astronomes ont enregistré plus de 1 000 changements imprévisibles dans la vitesse de dérive, encore une fois certains d'entre eux peuvent s'expliquer par des collisions avec de petits fragments.

Le problème de l’élimination des déchets spatiaux doit être résolu. .

De manière générale, quoi qu’on en dise, les tonnes de débris spatiaux constituent un réel problème. Comment le résoudre à l’échelle mondiale ? Les scientifiques du monde entier font quelque chose maintenant et inventent quelque chose pour l’avenir. L'essentiel est que tout le monde soit clair : il s'agit d'une tâche coûteuse et complexe, d'ailleurs commercialement rentable, et pourtant dont la solution ne peut être reportée à après-demain. N'oubliez pas que plusieurs dizaines de satellites ont à leur bord des substances radioactives. Et aujourd’hui, il existe déjà deux cas connus de contamination radioactive de la surface de la Terre lors de la chute de tels engins – en Antarctique et au Canada.

Bien sûr, cela ne signifie pas que nous devons lever les yeux au ciel de peur et attendre avec impatience que quelque chose de terrible nous arrive. Les scientifiques ne nous font pas peur uniquement à cause de cela. Par exemple, dans l’article « Un Big BOOM qui nous attend sur la planète Terre en 2012 ? V. Berest explique l'essence de deux théories apparues il n'y a pas si longtemps et n'ayant pas de statut officiel, mais néanmoins créées par des personnes très compétentes dans leur domaine - en physique et en géologie - et pose la question : est-ce l'affaire des gens ordinaires à propos de la triste prévision du calendrier maya si infondée? , si des experts sérieux estiment qu'à bien des égards décembre 2012 peut rendre le problème de l'obstruction des orbites spatiales de la Terre en 2112 insignifiant par rapport à celui qui « brille » pour nous ? La seule bonne chose est qu'il ne s'agit que de théories qui ne donnent pas de réponses sans ambiguïté à cette question, mais prédisent uniquement des événements qui peuvent se produire avec un certain degré de probabilité - ce qui signifie qu'ils peuvent ne pas se produire. Alors ne nous inquiétez pas et n’abandonnons pas d’avance. Au contraire, retroussons nos manches, et nous comprendrons tous ensemble combien il est important de ne pas jeter de déchets chez nous, surtout si cette maison est notre planète, une Terre si fragile.

Tout comme les sièges d’un théâtre offrent différentes perspectives sur un spectacle, différentes orbites de satellites offrent des perspectives, chacune ayant un objectif différent. Certains semblent planer au-dessus d’un point de la surface, offrant une vue constante d’un côté de la Terre, tandis que d’autres font le tour de notre planète, passant au-dessus de nombreux endroits au cours d’une journée.

Types d'orbites

A quelle altitude volent les satellites ? Il existe 3 types d’orbites géocroiseurs : haute, moyenne et basse. Au niveau le plus élevé, le plus éloigné de la surface, se trouvent généralement de nombreux satellites météorologiques et certains satellites de communication. Les satellites tournant en orbite terrestre moyenne comprennent des satellites de navigation et des satellites spéciaux conçus pour surveiller une région spécifique. La plupart des vaisseaux spatiaux scientifiques, y compris la flotte du système d'observation de la Terre de la NASA, sont en orbite basse.

La vitesse de leur déplacement dépend de l'altitude à laquelle volent les satellites. À mesure que l’on s’approche de la Terre, la gravité devient plus forte et le mouvement s’accélère. Par exemple, le satellite Aqua de la NASA met environ 99 minutes pour orbiter autour de notre planète à une altitude d'environ 705 km, tandis qu'un appareil météorologique situé à 35 786 km de la surface met 23 heures, 56 minutes et 4 secondes. À une distance de 384 403 km du centre de la Terre, la Lune effectue une révolution en 28 jours.

Paradoxe aérodynamique

Changer l'altitude du satellite modifie également sa vitesse orbitale. Il y a un paradoxe ici. Si un opérateur de satellite souhaite augmenter sa vitesse, il ne peut pas simplement allumer les moteurs pour l'accélérer. Cela augmentera l'orbite (et l'altitude), entraînant une diminution de la vitesse. Au lieu de cela, les moteurs devraient être allumés dans la direction opposée au mouvement du satellite, une action qui ralentirait un véhicule en mouvement sur Terre. Cette action le déplacera plus bas, permettant une vitesse accrue.

Caractéristiques de l'orbite

En plus de l'altitude, la trajectoire d'un satellite est caractérisée par l'excentricité et l'inclinaison. Le premier concerne la forme de l’orbite. Un satellite à faible excentricité se déplace selon une trajectoire proche du circulaire. Une orbite excentrique a la forme d’une ellipse. La distance entre le vaisseau spatial et la Terre dépend de sa position.

L'inclinaison est l'angle de l'orbite par rapport à l'équateur. Un satellite qui orbite directement au-dessus de l’équateur a une inclinaison nulle. Si un vaisseau spatial passe au-dessus des pôles nord et sud (géographiques et non magnétiques), son inclinaison est de 90°.

Tous ensemble - hauteur, excentricité et inclinaison - déterminent le mouvement du satellite et l'apparence de la Terre de son point de vue.

Haute proximité de la Terre

Lorsque le satellite atteint exactement 42 164 km du centre de la Terre (environ 36 000 km de la surface), il entre dans une zone où son orbite correspond à la rotation de notre planète. Puisque l’engin se déplace à la même vitesse que la Terre, c’est-à-dire que sa période orbitale est de 24 heures, il semble rester stationnaire sur une seule longitude, bien qu’il puisse dériver du nord au sud. Cette orbite haute spéciale est appelée géosynchrone.

Le satellite se déplace sur une orbite circulaire directement au-dessus de l'équateur (l'excentricité et l'inclinaison sont nulles) et reste stationnaire par rapport à la Terre. Il est toujours situé au-dessus du même point de sa surface.

L'orbite de Molniya (inclinaison 63,4°) est utilisée pour l'observation aux hautes latitudes. Les satellites géostationnaires sont liés à l'équateur et ne conviennent donc pas aux régions de l'extrême nord ou du sud. Cette orbite est assez excentrique : le vaisseau spatial se déplace selon une ellipse allongée avec la Terre située près d'un bord. Le satellite étant accéléré par la gravité, il se déplace très rapidement lorsqu’il s’approche de notre planète. À mesure qu'il s'éloigne, sa vitesse ralentit, de sorte qu'il passe plus de temps au sommet de son orbite, à l'extrémité la plus éloignée de la Terre, dont la distance peut atteindre 40 000 km. La période orbitale est de 12 heures, mais le satellite passe environ les deux tiers de ce temps sur un hémisphère. Telle une orbite semi-synchrone, le satellite suit le même trajet toutes les 24 heures. Il est utilisé pour les communications dans l'extrême nord ou dans le sud.

Faible proche de la Terre

La plupart des satellites scientifiques, de nombreux satellites météorologiques et la station spatiale sont sur une orbite terrestre basse presque circulaire. Leur inclinaison dépend de ce qu'ils surveillent. TRMM a été lancé pour surveiller les précipitations sous les tropiques, il a donc une inclinaison relativement faible (35°), restant proche de l'équateur.

De nombreux satellites du système d'observation de la NASA ont une orbite quasi polaire à forte inclinaison. Le vaisseau spatial se déplace autour de la Terre d’un pôle à l’autre sur une période de 99 minutes. La moitié du temps, il passe au-dessus du côté jour de notre planète et, au pôle, il se tourne vers le côté nuit.

À mesure que le satellite se déplace, la Terre tourne en dessous. Au moment où le véhicule se déplace vers la zone éclairée, il se trouve au-dessus de la zone adjacente à la zone de sa dernière orbite. Sur une période de 24 heures, les satellites polaires couvrent la majeure partie de la Terre à deux reprises : une fois de jour et une fois de nuit.

Orbite héliosynchrone

Tout comme les satellites géosynchrones doivent être situés au-dessus de l'équateur, ce qui leur permet de rester au-dessus d'un point, les satellites en orbite polaire ont la capacité de rester au même moment. Leur orbite est héliosynchrone : lorsque le vaisseau spatial traverse l’équateur, l’heure solaire locale est toujours la même. Par exemple, le satellite Terra le traverse toujours au-dessus du Brésil à 10h30. La prochaine traversée 99 minutes plus tard au-dessus de l'Équateur ou de la Colombie a également lieu à 10h30, heure locale.

Une orbite héliosynchrone est essentielle pour la science car elle permet à la lumière du soleil de rester à la surface de la Terre, même si elle varie en fonction de la saison. Cette cohérence permet aux scientifiques de comparer les images de notre planète d'une même saison sur plusieurs années sans se soucier des sauts de lumière trop importants, qui pourraient créer l'illusion d'un changement. Sans une orbite héliosynchrone, il serait difficile de les suivre dans le temps et de collecter les informations nécessaires à l’étude du changement climatique.

La trajectoire du satellite ici est très limitée. Si elle se situe à 100 km d'altitude, l'orbite devrait avoir une inclinaison de 96°. Tout écart sera inacceptable. Étant donné que la résistance atmosphérique et la force gravitationnelle du Soleil et de la Lune modifient l’orbite du vaisseau spatial, celle-ci doit être ajustée régulièrement.

Injection en orbite : lancement

Le lancement d'un satellite nécessite de l'énergie dont la quantité dépend de l'emplacement du site de lancement, de la hauteur et de l'inclinaison de la trajectoire future de son mouvement. Se rendre sur une orbite lointaine nécessite plus d’énergie. Les satellites avec une inclinaison importante (par exemple les satellites polaires) sont plus énergivores que ceux qui tournent autour de l'équateur. L'insertion sur une orbite à faible inclinaison est facilitée par la rotation de la Terre. se déplace selon un angle de 51,6397°. Cela est nécessaire pour faciliter l’accès des navettes spatiales et des fusées russes. La hauteur de l'ISS est de 337 à 430 km. Les satellites polaires, en revanche, ne reçoivent aucune aide de l'impulsion terrestre, ils ont donc besoin de plus d'énergie pour parcourir la même distance.

Ajustement

Une fois qu'un satellite est lancé, des efforts doivent être faits pour le maintenir sur une certaine orbite. La Terre n’étant pas une sphère parfaite, sa gravité est plus forte à certains endroits. Cette irrégularité, ainsi que l'attraction gravitationnelle du Soleil, de la Lune et de Jupiter (la planète la plus massive du système solaire), modifient l'inclinaison de l'orbite. Tout au long de leur durée de vie, les satellites GOES ont été réglés trois ou quatre fois. Les véhicules en orbite basse de la NASA doivent ajuster leur inclinaison chaque année.

De plus, les satellites géocroiseurs sont affectés par l’atmosphère. Les couches supérieures, bien qu'assez raréfiées, exercent une résistance suffisamment forte pour les rapprocher de la Terre. L'action de la gravité entraîne l'accélération des satellites. Au fil du temps, ils brûlent, descendant en spirale plus bas et plus rapidement dans l’atmosphère ou tombant sur Terre.

La traînée atmosphérique est plus forte lorsque le Soleil est actif. Tout comme l’air d’un ballon se dilate et s’élève lorsqu’il est chauffé, l’atmosphère s’élève et se dilate lorsque le Soleil lui donne de l’énergie supplémentaire. De fines couches de l’atmosphère s’élèvent et des couches plus denses prennent leur place. Par conséquent, les satellites en orbite autour de la Terre doivent changer de position environ quatre fois par an pour compenser la traînée atmosphérique. Lorsque l'activité solaire est maximale, la position de l'appareil doit être ajustée toutes les 2-3 semaines.

Débris spatiaux

La troisième raison qui force un changement d’orbite est la présence de débris spatiaux. L'un des satellites de communication d'Iridium est entré en collision avec un vaisseau spatial russe en panne. Ils se sont écrasés, créant un nuage de débris composé de plus de 2 500 morceaux. Chaque élément a été ajouté à la base de données, qui comprend aujourd'hui plus de 18 000 objets d'origine humaine.

La NASA surveille attentivement tout ce qui peut se trouver sur le chemin des satellites, car les orbites ont déjà dû être modifiées à plusieurs reprises en raison de débris spatiaux.

Les ingénieurs surveillent la position des débris spatiaux et des satellites susceptibles de gêner le mouvement et planifient soigneusement les manœuvres d'évitement si nécessaire. La même équipe planifie et exécute des manœuvres pour ajuster l'inclinaison et l'altitude du satellite.

Vous êtes-vous déjà demandé combien de satellites gravitent autour de la Terre ?

Le premier satellite artificiel a été lancé en orbite terrestre le 4 octobre 1957. Au fil des années d'exploration spatiale, plusieurs milliers d'objets volants se sont accumulés dans l'espace proche de la Terre.

16 800 objets artificiels volent au-dessus de nos têtes, parmi lesquels 6 000 satellites, le reste est considéré comme des débris spatiaux - ce sont des étages supérieurs et des débris. Il y a moins d'appareils fonctionnels - environ 850.

AMSAT OSCAR-7, lancé en orbite le 15 novembre 1974, est considéré comme le satellite ayant la plus longue durée de vie. Ce petit appareil (son poids est de 28,8 kilogrammes) est destiné aux communications radioamateurs. Le plus gros objet en orbite est la Station spatiale internationale (ISS). Son poids est d'environ 450 tonnes.

Les satellites qui assurent les communications aux opérateurs cellulaires (Beeline, MTS et Megafon) sont placés sur deux types d'orbites : basse et géostationnaire.

A basse altitude, à 780 kilomètres de la Terre, se trouve un...

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Univers > Combien y a-t-il de satellites dans l'espace ?

Satellites suivis en orbite terrestre

Le 4 octobre 1957, l’ère spatiale débute avec le lancement du premier satellite, Spoutnik 1. Il était destiné à passer 3 mois en orbite et à se consumer dans l'atmosphère. Depuis, de nombreux appareils ont été envoyés dans l’espace : en orbite terrestre, autour de la Lune, autour du Soleil, d’autres planètes et même au-delà du système solaire. Il y a 1 071 satellites opérationnels rien qu’en orbite terrestre, dont 50 % sont développés aux États-Unis.

La moitié est située en orbite terrestre basse (plusieurs centaines de km). Il s'agit notamment de la Station spatiale internationale, du télescope spatial Hubble et des satellites d'observation. Une certaine partie est située en orbite terrestre moyenne (20 000 km) - satellites utilisés pour la navigation. Un petit groupe entre sur une orbite elliptique. Le reste tourne en orbite géostationnaire (36 000 km).

Si nous pouvions les voir à l’œil nu, ils paraîtraient statiques. Leur disponibilité sur...

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Qu'est-ce qu'un satellite terrestre ?

Un satellite terrestre est tout objet qui se déplace le long d’une trajectoire courbe autour d’une planète. La Lune est le premier satellite naturel de la Terre, et il existe de nombreux satellites artificiels, généralement en orbite proche de la Terre. La trajectoire suivie par un satellite est une orbite, qui prend parfois la forme d'un cercle.

Pour comprendre pourquoi les satellites se déplacent comme ils le font, il faut revenir à notre ami Newton. Newton a proposé qu'une force gravitationnelle existe entre deux objets quelconques de l'Univers. Sans cette force, un satellite se déplaçant à proximité 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 contrebalancée par une forte attraction gravitationnelle dirigée vers le centre de la planète.

Orbites des satellites terrestres

Parfois, l’orbite d’un satellite terrestre ressemble à une ellipse, un cercle écrasé qui se déplace autour de deux points appelés foyers. La même chose s'applique...

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Des scientifiques britanniques considèrent qu’une gestion gouvernementale inefficace est le meilleur indicateur du taux de déclin de la biodiversité parmi tous les facteurs anthropiques. Dans le même temps, la biodiversité diminue rapidement, même dans les zones officiellement protégées, les réserves naturelles et les parcs nationaux.

L'analyse génétique menée par David Schill et Nathan Hollenbeck a confirmé qu'une espèce distincte de poulpe vit à l'extrême nord de l'océan Pacifique, dans la région de l'Alaska et de la mer de Béring. Ils préfèrent non seulement les eaux froides, mais aussi les eaux plus profondes, ce qui les rend moins susceptibles d'être vus par les plongeurs.

Rappelons qu'fin novembre un accident s'est produit sur la fusée Soyouz-2.1b lancée depuis le cosmodrome de Vostochny. La raison de la chute de l'étage supérieur Fregat avec 19 satellites dans l'océan Atlantique était le mauvais fonctionnement des algorithmes du logiciel.

L'interlocuteur de l'agence a indiqué que le satellite Angosat-1 a atteint avec succès sa position en orbite géostationnaire....

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Les imprimantes Delta sont extrêmement exigeantes sur la précision des composants de fabrication (géométrie du cadre, longueur des diagonales, jeu dans la connexion des diagonales, effecteur et chariots) et sur toute la géométrie de l'imprimante. Aussi, si les fins de course (EndStop) sont situés à des hauteurs différentes (ou des moments d'actionnement différents dans le cas des fins de course à contact), alors la hauteur le long de chacun des axes s'avère différente et on obtient un plan incliné qui ne le fait pas. coïncider avec le plan de la table de travail (verre). Ces imprécisions peuvent être corrigées soit mécaniquement (en ajustant les fins de course de hauteur), soit logiciellement. Nous utilisons une méthode de calibrage logiciel.
Nous examinerons ensuite les paramètres de base de l'imprimante delta.
Nous utilisons le programme Pronterface pour contrôler et configurer l'imprimante.
L'étalonnage de l'imprimante est divisé en trois étapes :

Étape 1. Ajustement du plan à l'aide de trois points

Alignement de trois...

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Moscou. 30 décembre. INTERFAX.RU - Les problèmes survenus après le lancement du satellite de communication angolais Angosat étaient liés à la compatibilité des normes russes et françaises des équipements à bord, a déclaré à Interfax une source bien informée.

Angosat a atteint avec succès sa position stationnaire en orbite géostationnaire. Après son lancement, des problèmes sont apparus en raison d'"incohérences" entre les réglementations russe et française", a indiqué la source.

Il a précisé que le satellite comporte des composants de fabrication française et que des difficultés sont apparues quant à la compatibilité de ses normes avec celles russes.

"Le problème a été résolu à distance par un groupe de jeunes employés de RSC Energia, qui a développé le vaisseau spatial", a indiqué l'interlocuteur de l'agence.

Angosat a été mis en orbite par une fusée Zenit, lancée depuis le cosmodrome de Baïkonour à 22 heures, heure de Moscou, le 26 décembre. Après huit minutes de vol normal, l'étage supérieur Fregat s'est séparé de la fusée, qui a lancé le satellite sur l'orbite calculée en...

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La plupart des systèmes de navigation par satellite sont apparus en réponse aux demandes des militaires et se sont longtemps limités au GPS et au GLONASS. Cependant, lorsqu’il est devenu évident que les données satellitaires pouvaient être utilisées efficacement à des fins pacifiques, le nombre de systèmes a commencé à croître systématiquement.

Nous avons étudié les SNS les plus importants existant aujourd'hui.

Satellites actifs : 31
Total de satellites en orbite : 32

Le système américain est apparu en 1974 et a immédiatement fait sensation par son efficacité. Le gouvernement américain a même dû réduire artificiellement la précision de la détermination des coordonnées afin de conserver des avantages pour son armée. Ils ne se sont débarrassés des difficultés qu'ils avaient eux-mêmes créées qu'en 2000, après le décret de Bill Clinton. Initialement, l'architecture GPS impliquait l'utilisation de 24 satellites, mais pour une plus grande fiabilité...

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Angosat-1 est le premier satellite de télécommunications angolais, qui devrait être exploité en orbite géostationnaire pour assurer les communications et la diffusion en Angola, ainsi que dans d'autres pays d'Afrique et d'Europe du Sud. La masse du satellite est de 1647 kg. La durée de vie estimée est de 15 ans.

La fusée a été lancée avec le satellite Angosat-1. Le lanceur Zenit-3SLBF est l'une des modifications de la famille de lanceurs Zenit, développée par Yuzhnoye Design Bureau. Produit chez Yuzhmash.

Les satellites situés en GEO tournent de manière synchrone avec la Terre, ils se trouvent donc constamment au-dessus d'une certaine zone. La position des appareils sur l’orbite géostationnaire est appelée point debout. Comme l'avait déjà annoncé le président de RSC Energia, Vladimir Solntsev, Angosat atteindra son point d'exploitation (au-dessus de l'Afrique) d'ici deux mois. Désormais, les deux objets découverts par le NORAD sont situés au-dessus de l'équateur, mais beaucoup plus à l'est, aux coordonnées 46 et 37 degrés de longitude est.

"Deux nouveaux objets ont été détectés en orbite, liés...

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Le premier satellite artificiel de la Terre a été lancé en 1957 en URSS. Depuis, plus de 6 000 satellites ont été envoyés dans l’espace. Les satellites deviennent de plus en plus importants pour la vie sur Terre. Ils sont utilisés à des fins diverses : sécurité, communication, navigation, divertissement et, surtout, ils nous permettent de voir notre planète sous un nouveau jour. Ici, vous pouvez découvrir à qui appartiennent les satellites, où ils se trouvent et quel est leur objectif.

Qui a le plus de compagnons ?

Sur les 957 satellites opérationnels actuellement en orbite, 423 appartiennent aux États-Unis. La Russie vient ensuite en termes de nombre de satellites. La Chine a également une présence significative sur l’orbite. Au moins 115 pays sont copropriétaires de satellites. Ce diagramme montre les pays où se trouvent les propriétaires ou les opérateurs du satellite.

44 pays à travers le monde coopèrent au lancement et à l'exploitation de satellites (généralement un groupe de deux ou trois pays). Ici, ils sont répertoriés comme projets communs. États-Unis, Taiwan, Japon et France...

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Orbite géostationnaire

Les orbites sur lesquelles se trouvent les relais satellites sont divisées en trois classes :

Équatorial(1); incliné(2); polaire(3).

Une variation importante de l'orbite équatoriale est l'orbite géostationnaire, dans laquelle le satellite tourne avec une vitesse angulaire égale à la vitesse angulaire de la Terre, dans une direction coïncidant avec le sens de rotation de la Terre. L'avantage évident de l'orbite géostationnaire est que le récepteur situé dans la zone de service « voit » le satellite en permanence.

L'orbite géostationnaire est déterminée à l'aide d'une relation mathématique simple : la vitesse angulaire de mouvement du satellite est égale à la vitesse angulaire de rotation de la Terre. Malgré sa simplicité, cette relation est valable pour une trajectoire unique qui « s’accroche » à une distance d’un peu moins de 36 000 km au-dessus de l’équateur. En orbite géostationnaire, le satellite est stationnaire pour un observateur sur Terre. C'est le principal avantage de l'orbite géostationnaire. Les antennes sont donc également fixes...

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Le satellite de communications indien GSAT-1, lancé le 18 avril par le premier lanceur indien, n'a pas réussi à entrer en orbite géostationnaire en raison d'une pénurie de carburant.

Comme l'ont déclaré mercredi à RIA Novosti des représentants de l'Organisation indienne de recherche spatiale, le satellite est désormais en orbite avec une période de révolution autour de la Terre de 23 heures au lieu des 24 heures requises, de sorte que sa charge utile ne peut pas être utilisée aux fins prévues.

Le problème est dû au fait que les deux réservoirs de carburant fournissaient du carburant aux moteurs en quantités inégales, ce qui a modifié la trajectoire de vol de la fusée.

Pour le niveler, du carburant supplémentaire a été consommé et il n'a donc pas suffi d'ajuster l'orbite à la dernière étape.

Les Indiens prévoient d'effectuer le prochain lancement d'un lanceur avec un satellite géostationnaire au cours du second semestre 2002...

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GPS - le début de la navigation mondiale

Le système américain est apparu en 1974 et a immédiatement fait sensation par son efficacité. Le gouvernement américain a même dû réduire artificiellement la précision de la détermination des coordonnées afin de conserver des avantages pour son armée. Ils ne se sont débarrassés des difficultés qu'ils avaient eux-mêmes créées qu'en 2000, après le décret de Bill Clinton. Initialement, l'architecture GPS impliquait l'utilisation de 24 satellites, mais pour une plus grande fiabilité, il y a 32 emplacements en orbite, dont 31 sont constamment utilisés. Chaque satellite fait le tour de la Terre deux fois par jour et est contrôlé depuis la base militaire de Schriever par signaux radio. avec une fréquence de 2000-4000 MHz. Le GPS a été et reste le leader incontesté parmi ces systèmes, et trouver un appareil GPS sans puce compatible GPS est assez difficile - du moins dans l'hémisphère occidental. Malgré...

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Tout ce que vous devez savoir sur l’orbite des satellites géostationnaires

Dans ce document, nous examinerons les principes et concepts de base de l'orbite géostationnaire (GEO).

Une orbite satellite très populaire est l’orbite géostationnaire. Il est utilisé pour héberger de nombreux types de satellites, notamment des satellites de diffusion directe, des satellites de communication et des systèmes de relais.

L'avantage de l'orbite géostationnaire est que le satellite qui s'y trouve est constamment situé dans la même position, ce qui permet de pointer vers elle une antenne fixe d'une station au sol.
Ce facteur est extrêmement important pour des systèmes tels que la diffusion directe par satellite, où l'utilisation d'une antenne en mouvement constant suivant le satellite serait extrêmement peu pratique.

Des précautions doivent être prises lors de l'utilisation d'abréviations pour l'orbite géostationnaire. On peut rencontrer les abréviations GEO et GSO, et...

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Les satellites artificiels sont conçus pour diffuser la télévision par satellite, les communications téléphoniques et radio ainsi que l'Internet. Grâce à ces satellites, les météorologues sont capables de prédire la météo plusieurs semaines à l'avance. De plus, ils sont utilisés pour la recherche scientifique. De nos jours, un grand nombre de satellites artificiels volent autour du globe. Ils varient en forme, en poids et en apparence.

Aujourd'hui, plus de 16 000 satellites font le tour de la planète. Cependant, beaucoup d’entre eux ne travaillent plus depuis longtemps. De plus, divers fragments d'engins spatiaux brisés continuent de voler autour de la Terre - ils sont appelés débris spatiaux. Plus de 170 satellites sont en orbite géostationnaire, qui se déplace à une altitude de plus de 35 000 mètres au-dessus de la Terre. C’est à cette altitude que le satellite orbite autour de notre planète à la même vitesse qu’il tourne autour du Soleil.

Satellite du système de positionnement global. Grâce à lui, les systèmes de navigation fonctionnent dans des millions de bus et de voitures, dans les avions et autres moyens de transport.

Satellite numéro 1

En octobre 1957, le premier satellite artificiel au monde, Spoutnik 1, a été lancé sur orbite terrestre par l'Union soviétique. C'était un ballon qui pesait un peu plus de 80 kilogrammes et était équipé de 4 antennes pour transmettre des signaux. Spoutnik 1 est allé dans l'espace à bord d'un lanceur ; quelques minutes après le décollage, il s'est séparé de la fusée et a transmis ses indicatifs d'appel à la Terre. Spoutnik 1 a passé 92 jours dans l’espace, effectuant 1 440 révolutions autour de la Terre.