mise à jour : 1 février 2022
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- Techniques et méthodes

Système spatial

Auteur: Gary Quinsac
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Station sol de PicSat
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Station sol UHF/VHF installée à l'Observatoire de Meudon pour communiquer avec le CubeSat PicSat.
Crédit : PicSat

Un système spatial se décompose en trois éléments :

Segment spatial

Le segment spatial est décomposé en deux sous-ensembles principaux : la charge utile et la plateforme. La charge utile regroupe les instruments nécessaires à la réussite de la mission. Cela va du montage optique pour un satellite d'observation tel que Hubble aux antennes et amplificateurs associés pour un satellite de télécommunication. Il est important de remarquer que c'est la charge utile d'un satellite qui définit sa mission. La plate-forme assure les servitudes, c'est-à-dire l'ensemble des fonctions génériques nécessaires à l'activité en orbite. Ses différentes fonctions sont :

  • la structure porteuse,
  • le contrôle thermique,
  • la génération, le stockage et la distribution d'énergie,
  • la télécommunication,
  • la télémesure, la télécommande et la localisation,
  • le traitement, le stockage et la gestion des données à bord,
  • le contrôle d'attitude et d'orbite,
  • la propulsion.

Ces aspects sont developpés plus en détail dans la partie consacrée aux sous-systèmes.

Segment sol

Le segment sol se compose des stations de poursuite, des moyens d'opération et de commande/contrôle et des moyens de programmation de la charge utile, de réception, pré-traitement, archivage et diffusion des informations de cette même charge utile (centre de mission).

Lancement

Le lancement est l'étape permettant la mise en orbite d'un objet. C'est une étape dimensionnante en termes d'orbite atteinte, de masse et de volume disponibles sous coiffe. Le lanceur le plus lourd jamais créé a permis à un homme de marcher sur la Lune pour la première fois en 1969 et se nomme Saturn V. Depuis, de très nombreux types de lanceurs ont été développés pour permettre à des charges utiles plus ou moins importantes d'atteindre différentes orbites.

Les différentes orbites terrestres sont classées en fonction de leurs altitude, inclinaison et excentricité. En voici quelques unes :

  • basses ou LEO pour "Low Earth Orbit", ces orbites présentent l'avantage de permettre des révolutions rapides et d'être sous les ceintures de Van Allen dont elles ne subissent pas les particules énergétiques ;
  • héliosynchrones ou SSO pour "Sun Synchronous Orbit", elles sont choisies spécifiquement pour que l'angle entre le plan d'orbite et la direction du Soleil reste quasiment constant, ce qui permet notamment d'éviter les phases d'ombre dues à la Terre ;
  • moyennes ou MEO pour "Medium Earth Orbit", privilégiées par les satellites de navigation (GPS, Glonass, Galileo) ;
  • très elliptiques ou HEO pour "Highly Elliptical Orbit", elles sont utilisées pour permettre à des satellites de passer une longue période, autour de son apogée, au dessus de zones du globe à forte latitude ;
  • de transfert géostationnaire ou GTO, pour "Geostationary Transfert Orbit", pour rejoindre une orbite géostationaire depuis une orbite basse ;
  • géostationnaires ou GEO pour "Geostationary Earth Orbit", pour orbiter en 24h et ainsi pouvoir se trouver en permanence au-dessus du même point sur la Terre au voisinage de l'équateur.
  • lointaines ou interplanétaires; elles regroupent les trajectoires de rencontre avec la Lune ou d'autres corps de notre système solaire, ainsi que des zones d'équilibre gravitationnel stables nommées points de Lagrange.

complementCeintures de Van Allen

Les ceintures de Van Allen, ainsi nommées en l'honneur du physicien les ayant découvertes, sont des zones de la magnétosphère terrestre contenant une grande densité de particules énergétiques, pour la plupart d'origine solaire. Leurs deux principaux effets sont la création d'aurores polaires lorsque les particules énergétiques rencontrent l'atmosphère terrestre et la mise en danger des satellites les traversant (des blindages sont nécessaires pour protéger les équipements sensibles de satellites passant une longue période dans les ceintures). On a pour habitude de considérer qu'elles sont au nombre de deux, la première s'étendant entre 700 km et 10 000 km d'altitude et la seconde entre 13 000 km et 65 000 km. D'autres ceintures sont susceptibles d'apparaître mais ne semblent pas permanentes.

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