Lorsque l’on envoie un satellite dans l’espace, on a le choix avec une infinité d’orbites disponibles.
Pour la grande majorité des satellites, ce qui compte, c’est la Terre, puisque c’est avec elle qu’ils vont interagir. Ainsi, pour être efficace, ils doivent être placés sur des orbites qui tiennent compte à la fois de leur propre mouvement autour de la Terre mais aussi de la rotation de cette dernière sur son axe.
Il n’y a donc que quelques orbites spécifiques qui optimisent tout ça, et on va comprendre pourquoi dans ce cours.
Orbite géostationnaire (GEO)
Il s’agit d’une orbite qui match parfaitement avec la rotation de la Terre. Du coup, les satellites placés sur cette orbite apparaissent comme “stationnaires” ou immobiles au-dessus d’une position donnée. Comme ils tournent en même temps que la Terre, ils mettent 24h à faire le tour de cette dernière (23h 56min 4s exactement).
On va utiliser satvis pour mieux comprendre et prendre comme exemple, le satellite météorologique GOES-17
Sur cette image, on peut voir que ce satellite a un champ de vision énorme sur les 2 continents américains, donc presque tout un hémisphère 🌎.
Si on met la vue en 2D, la couverture du satellite donnerait ça :
Et ainsi, on peut récupérer ce type d’image bien pratique pour la météo par exemple :
Cette orbite n’est pas pratique uniquement pour faire des photos mais aussi pour des services comme la télévision par satellite.
Bon, l’orbite paraît idéal pour tout type d’activité mais en réalité, elle a un désavantage, sa distance de la Terre qui est de 35786km (au niveau de l’équateur) ! Donc non seulement, c’est très couteux et gourmand d’envoyer un satellite aussi loin mais surtout, il faut prendre en compte un délai de 22 secondes pour qu’une information aille du satellite jusqu’à la Terre ou l’inverse ce qui peut rendre plus difficile certaines opérations ⏳.
Orbite terrestre moyenne (MEO)
Rapprochons nous avec l’orbite terrestre moyenne situé entre l’orbite basse et l’orbite géostationnaire.
C’est une orbite idéale pour les satellites de navigations qui fonctionnent par constellation. Ainsi, sur cette orbite, chacun d’entre eux peux quand même voir 38% de la surface de la Terre tout en allant assez vite pour couvrir l’entiereté du globe. Leur période orbitale varient entre 2 et 12h.
On peut voir sur satvis par exemple la constellation Galileo constituée de 30 satellites avec la couverture d’un seul satellite permettant ainsi de savoir où l’on est à tout instant.
N’hésites pas à consulter juste ici mon cours sur le GPS/GNSS pour comprendre comment ça fonctionne :)
Orbite terrestre basse (LEO)
Allons au plus proche de notre surface terrestre avec l’orbite la plus peuplée, l’orbite basse (85% des satellites actuellement en orbite). Ce sont tous les satellites qui sont à moins de 2000km de nous à peu près.
Si c’est la plus remplie, c’est principalement car il faut “peu” de ressources pour les mettre en orbite, rendant l’espace accessible à de plus “petits” acteurs du spatial. En plus, il n’y a quasiment aucun délai pour la communications contrairement au 22 secondes des géostationnaires.
Comme ils sont proche, ils font aussi le tour de la Terre très rapidement, 90 minutes seulement. C’est ce qui explique que les astronautes à bord de l’ISS (qui va à 28000km/h) voient 16 couchers de soleil par jour 🌅.
Bien que cette orbite puisse balayer plusieurs endroits de la Terre rapidemet, sa couverture reste très petite ce qui nécessite de multiplier les stations de sol afin d’avoir un contact avec le satellite.
C’est d’ailleurs sur cette orbite qu’est placée la mega constellation de satellites Starlink de SpaceX. Il y en a plus de 6000 aujourd’hui (donc plus de la moitié du nombre total de satellites) et ça ne fait qu’augmenter.
Orbite polaire
L’orbite polaire qui est en soit une orbite basse tourne autour des pôles terrestres. En fait, son orbite est incliné de 90°. Comme la Terre tourne sur elle même, les satellites sur cette orbite ont une couverture sur toute le globe rapidement.
Bon sur mon schema, niveau échelle par rapport au Soleil, on fait comme ci ne rien n’était. Mais on comprend que l’avantage de cette orbite est que les satellites font toujours face au Soleil et donc peuvent recevoir en permanence de l’énergie ☀️.
Orbite héliosynchrone (SSO)
L’orbite héliosynchrone est une orbite quasi polaire qui fait aussi partie de l’orbite basse où l’on chosit un angle et une inclinaison de sorte que le satellite observe chaque bout de la Terre toujours aux mêmes heures. Pratique pour les études sur le climat.
C’est cette orbite qu’utilisent les NOAA dont on récupéraient les images sur ce projet.
Orbite elliptique élevée (HEO)
Une orbite particulière qui a une trajectoire elliptique de sorte que le satellite passe de très proche de la Terre à très très loin.
C’est par exemple utilisée par les satellites russes. Sur cette orbite, ils se déplacent lentement durant leur apogée pour avoir une couverture prolongée au niveau des latitudes nords. Et, ils se déplacent rapidement lors de leur périgée au niveau des latitudes sud. Dans cet exemple, on parle plus précisément d’orbite de Molniya.
Il existe aussi l’orbite Toundra mais bref, c’est des cas particuliers d’orbites en général les HEO qui sont surtout pratiques pour les télécommunications dans les régions polaires.
Et voilà pour les principaux types d’orbites, aujourd’hui, c’est plus de 10000 satellites qui sont actuellement en orbite autour de la Terre. Il n’est pas évident de connaître le nombre exacte de satellites mais on peut avoir un bon aperçu avec le site Orbiting now 🔍.