Pour prédire le passage d’un satellite, il faut comprendre comment on décrit une orbite. Et pour ça, on a besoin de 6 paramètres. Ils nous permettront d’avoir une représentation standardisée que l’on nomme TLE (Two Line Elements).
Dans ce cours, on va explorer chacun de ces paramètres qui ont des noms barbares mais je vais tenter de les expliquer à ma manière avec une approche simpliste en utilisant le super site Orbital Mechanics alors tenez bon et ne fuyez pas :)
Le demi-grand axe
Noté a, il représente la moitié du grand axe d’une ellipse.
Voilà ce que ça donne quand on modifie cette valeur :
L’excentricité
Noté e, ça représente l’aplatissement d’une ellipse. Elle se calcule à partir des longueurs du demi-grand axe a et du demi-petit axe b avec cette formule.
Pour e=0, on a un cercle parfait (orbite & chemin fermé).
Pour 0<e<1, on a une ellipse (orbite & chemin fermé). C’est ce type d’excentricité qu’on aura affaire pour les satellites.
Pour e=1, on a une parabole (trajectoire ouverte).
Pour e>1, on a une hyperbole (trajectoire ouverte).
Changement de e :
L’inclinaison
Noté i, c’est l’angle d’inclinaison du plan de l’orbite par rapport au plan équatorial.
On comprend mieux comme ça :
En bleu, c’est le plan de l’orbite terrestre.
En orange, c’est le plan de l’orbite du satellite.
On distingue 3 types d’inclinaison :
-
0°≤i≤90°: Prograde, le sens de l’orbite est le même que le sens de rotation de la Terre (ouest vers l’est). -
90°<i≤180°: Rétrograde, le sens de l’orbite est à l’inverse du sens de rotation de la Terre (est vers l’ouest). -
i=90°: Orbite polaire, cas particulier qui couvre toutes les latitudes.
Longitude du nœud ascendant
Oui, toujours plus compliqué. Noté Ω, c’est l’angle entre le nœud ascendant et le point vernal.
D’abord, la notion de nœud ascendant et tant qu’on y est de nœud descendant avec ce schéma explicite :
Donc, le nœud ascendant, c’est le croisement entre le plan de l’orbite terrestre et celle du satellite lorsque ce dernier “remonte”.
Le nœud descendant, c’est pareil mais inversement.
Ok, et maintenant le point vernal. En gros, c’est le nœud ascendant de l’orbite du Soleil avec celle de la Terre.
L’écliptique, c’est l’orbite que décrit le Soleil autour de la Terre.
L’équateur céleste, c’est le plan défini par l’équateur terrestre.
Et donc, pour en revenir à nos aliens moutons, je répète que la longitude du nœud ascendant, c’est l’angle entre le nœud ascendant et le point vernal.
Bon, j’avoue, c’est le plus dur de tous à assimiler mais voyons ce que si passe quand on change cet angle :
L’argument du Périastre
Noté ω, c’est l’angle entre le nœud ascendant et le périastre.
Donc le périastre, c’est le point sur l’orbite où le satellite est au plus proche de l’astre autour duquel il tourne.
Si l’astre c’est la Terre, on parle de périgée et d’apogée (périhélie et aphélie pour le Soleil).
Voyons ce qui se passe quand on change cet valeur :
L’anomalie vraie
Noté 𝜈, c’est l’angle entre le périastre d’une orbite et la position actuelle du satellite. En fait, c’est ce paramètre qui nous permet de situer le satellite sur notre orbite. Sur le schéma ci-dessous, en fonction de l’angle, le satellite sera à différents endroits sur l’orbite.
Donc voilà, on a :
- La taille et la forme de notre orbite grâce au demi-grand axe et l’excentricité.
- L’orientation de l’orbite grâce à l’inclinaison, la longitude du nœud ascendant et l’argument du périastre.
- La position du satellite grâce à l’anomalie vraie.
TLE (paramètres orbitaux à deux lignes)
Il existe un standard pour représenter les paramètres d’une orbite, c’est les TLE (Two Lines Elements).
On y retrouve sur la deuxième ligne les paramètres qu’on a appris.
Sur la première ligne, on a des informations concernant le satellite comme son NORAD ID.
Et c’est bon, on a réussi à arriver jusqu’au bout, BRAVO 😎.
Retenez surtout qu’on va souvent utiliser les TLE car c’est grâce à eux qu’on pourra prédire le passage d’un satellite à un endroit bien précis.
Pour ceux qui auraient besoin d’une autre représentation visuelle, y a cette super vidéo.