Les satellites sont définis comme des objets dans l’espace qui orbitent autour d’un corps plus grand. Il existe deux types de satellites : naturels, comme la lune qui orbite autour de la Terre, et artificiels, comme la Station Spatiale Internationale. En général, lorsque nous parlons de satellites, nous faisons référence à des machines fabriquées par l’homme, lancées pour orbiter autour de la Terre ou d’autres corps célestes. Actuellement, il existe des milliers de satellites remplissant diverses fonctions, telles que capturer des images de la Terre et d’autres planètes, y compris le Soleil, ce qui aide les scientifiques à mieux comprendre notre planète, le système solaire et l’univers. D’autres satellites transmettent des signaux télévisés, facilitent la communication (téléphone ou Internet) ou servent des fins militaires, comme le contrôle des armes ou l’espionnage.

L’un des principaux avantages des satellites est leur capacité à couvrir de vastes zones de la Terre en une seule fois et à avoir une vue dégagée de l’espace, car ils volent au-dessus des nuages et de l’atmosphère terrestre. Avant les satellites, les signaux télévisés voyageaient en ligne droite, causant des interférences avec des montagnes ou des bâtiments élevés. Les appels téléphoniques longue distance étaient également coûteux et difficiles en raison des défis posés par la pose de câbles sur de longues distances ou sous l’eau. La technologie des satellites a depuis éliminé ces obstacles.

Selon des statistiques récentes, la plus grande part des satellites est utilisée à des fins commerciales, suivie par des usages militaires, gouvernementaux et civils. Les États-Unis sont en tête en termes de possession de satellites, avec environ 1 900 satellites, suivis de la Chine avec plus de 400 et de la Russie avec 176.

Histoire des Satellites

Les satellites sont devenus une partie de la course à l’espace, l’un des aspects déterminants de la guerre froide entre l’Union soviétique et les États-Unis. Le 4 octobre 1957, l’Union soviétique a lancé le premier satellite, « Spoutnik 1 », une sonde spatiale de la taille d’un ballon de plage. Cet exploit a choqué le monde occidental, en particulier les États-Unis, qui croyaient que les Soviétiques n’étaient pas capables de lancer des satellites dans l’espace. Le 3 novembre 1957, l’Union soviétique a lancé « Spoutnik 2 », un satellite plus grand transportant le chien Laïka. Les États-Unis ont réussi à lancer leur premier satellite, « Explorer 1 », le 31 janvier 1958, bien qu’il ne représentait que 2 % de la taille de « Spoutnik 2 », avec un poids de 13 kilogrammes.

Ces satellites ont marqué le début de la course à l’espace entre les deux superpuissances, qui s’est poursuivie au moins jusqu’à la fin des années 1960. L’accent a d’abord été mis sur le développement des satellites avant de se concentrer sur l’exploration spatiale humaine. Les États-Unis se sont concentrés sur les atterrissages lunaires et le développement du programme de navettes spatiales, tandis que l’Union soviétique a construit la première station spatiale, « Saliout 1 », en 1971, suivie d’autres stations comme « Skylab » aux États-Unis et « Mir » en Union soviétique.

De nombreux pays ont depuis reconnu les avantages des satellites et ont lancé les leurs dans l’espace. Les satellites météorologiques ont amélioré les prévisions, et les satellites d’observation de la Terre, comme la série Landsat (désormais dans sa neuvième génération), ont permis de surveiller les changements dans les forêts, les eaux et d’autres parties de notre planète. Les satellites de communication ont rendu possibles les appels téléphoniques longue distance, et finalement, les diffusions télévisées directes sont devenues une partie normale de la vie quotidienne. Les satellites ont également joué un rôle crucial dans l’avancement des communications Internet.

Avec les progrès technologiques, de plus petits satellites capables de remplir plusieurs fonctions sont maintenant lancés en orbite. Les entreprises et les universités développent fréquemment des « CubeSats », de petits satellites en forme de cube qui occupent souvent l’orbite basse terrestre et sont déployés à partir de fusées ou de lanceurs mobiles, comme la Station Spatiale Internationale (ISS), qui est elle-même le plus grand satellite artificiel construit à ce jour.

Composants des Satellites

Les satellites opérationnels, qu’ils soient habités ou non, se composent généralement de quatre principaux composants : un système d’alimentation (panneaux solaires ou batteries nucléaires), un système de contrôle d’attitude, une antenne pour transmettre et recevoir des données, et une charge utile pour collecter des informations (par exemple, des caméras, des détecteurs de particules ou des capteurs scientifiques). Ces capteurs recueillent des données sur l’air et l’eau de la Terre ou sur le système solaire et l’univers. Tous les satellites n’ont pas tous ces composants ; certains n’ont qu’un système d’alimentation et une antenne.

Comment les Satellites Restent-ils en Orbite ?

Les satellites, comme les projectiles, sont affectés par une seule force : la gravité. Techniquement, tout ce qui traverse la « ligne de Kármán » à une altitude de 100 kilomètres est considéré comme étant dans l’espace. Un satellite doit se déplacer à au moins 8 kilomètres par seconde pour éviter de retomber sur Terre. Les satellites proches de la Terre risquent de tomber car les particules atmosphériques les ralentissent, permettant à la gravité de les attirer. Les satellites plus éloignés de la Terre rencontrent moins de particules et maintiennent leur vitesse.

Il existe plusieurs régions orbitales acceptables autour de la Terre, l’une d’entre elles étant l’orbite basse terrestre, s’étendant entre 160 et 2 000 kilomètres. C’est là que l’ISS et les missions de navette spatiale opèrent. La plupart des missions humaines, à l’exception des missions lunaires Apollo, se déroulent dans cette région. La majorité des satellites résident également dans cette orbite.

L’orbite géostationnaire ou géosynchrone est idéale pour les satellites de communication. Située au-dessus de l’équateur à une altitude de 35 786 kilomètres, cette orbite permet à la vitesse orbitale d’un satellite de correspondre à la rotation de la Terre, le maintenant fixe au-dessus du même point. Cette position constante permet une communication fiable avec des antennes fixes au sol. Lorsque la durée de vie opérationnelle d’un satellite se termine, le protocole dicte de le déplacer pour laisser la place à de nouveaux satellites.

Alors que certains satellites fonctionnent mieux autour de l’équateur, d’autres opèrent plus efficacement en orbite polaire, couvrant les pôles Nord et Sud. Les satellites météorologiques et de reconnaissance en sont des exemples.

Prévenir les Collisions de Satellites

Actuellement, on estime qu’il y a environ un demi-million d’objets artificiels en orbite terrestre, de tailles et de formes variées, tous se déplaçant à des milliers de kilomètres par heure. Seule une petite partie de ces objets sont des satellites, ce qui signifie que la majorité de ces débris sont des « déchets spatiaux ». Avec tant de matériaux en orbite, les collisions représentent un risque. Les agences spatiales tiennent soigneusement compte des trajectoires orbitales lors du lancement d’objets dans l’espace. Des agences comme le Réseau de surveillance spatiale des États-Unis suivent les débris orbitaux et alertent la NASA et d’autres organisations lorsqu’un objet pourrait entrer en collision avec un actif crucial. Parfois, l’ISS doit effectuer des manœuvres d’évitement pour éviter les débris.

Cependant, des collisions se produisent encore. L’un des plus grands incidents de débris orbitaux a résulté d’un test anti-satellite chinois en 2007, qui a détruit un satellite russe en 2013. Cette même année, deux satellites, Iridium 33 et Cosmos 2251, sont entrés en collision, créant un nuage de débris.

Malgré les conflits sur Terre, l’espace n’a pas été à l’abri des tensions politiques. Au début du nouveau millénaire, plusieurs satellites militaires ont été piratés par des groupes armés cherchant à accéder à des informations sensibles. De plus, certains pays ont testé avec succès des missiles capables de détruire des satellites en orbite basse.

Aujourd’hui, la NASA, l’Agence spatiale européenne et d’autres explorent des moyens de réduire les débris orbitaux. Certains proposent de retirer les satellites morts avec des filets ou des explosions aériennes pour pousser les débris hors de l’orbite vers la Terre. D’autres travaillent sur le ravitaillement des satellites morts pour les réutiliser, une technique récemment testée sur l’ISS.