Le satellite artificiel
Le mot satellite vient du latin « satelles,-itis » qui signifie escorte. Un satellite artificiel est un enfin spatial qui gravite autour d’un astre de masse prépondérante, en particulier autour d’une planète. Il est placé en orbite à l’aide d’une fusée appelée également lanceur.

Le satellite Jason-2 en orbite depuis 2008. Crédits : CNES/Mira Productions, 2008. Source: http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/8334-gp-jason-3-mesurer-le-niveau-des-oceans-depuis-l-espace.php
Les avantages du satellite artificiel est qu’il se situe à une très haute altitude qui lui permet de mesurer, il est facilement exploitable, possède un grand champ de vision, peut survoler des régions difficiles d’accès (les pôles, les montagnes) et surtout, il repasse régulièrement au-dessus du même point.
Les missions des satellites artificiels touchent divers domaines tels que : l’océanographie, par exemple le satellite né de la collaboration franco-américaine nommé Jason 1 ayant pour mission de surveiller les océans depuis son lancement le 7 décembre 2001 (il mesure la hauteur des vagues, les courants marins, la vitesse des vents, aide à la navigation des bateaux…), la météorologie, la surveillance militaire… Mais les satellites artificiels permettent également la communication ! Plus les satellites sont hauts et plus leur portée est grande. Les communications sont donc instantanées.

Les ondes électromagnétiques se propagent en ligne droite, alors que la Terre est ronde. Dans le cas de 2 points éloignés (A), les ondes émises ne peuvent donc atteindre le relais, à moins de placer plusieurs relais intermédiaires (B) pour contourner les obstacles et la courbure de la planète. Le satellite est dans ce cas un relais idéal (C). Source: http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/486-lavenement-du-sans-fil.php
Malgré les multiples avantages que les satellites nous procurent, leur durée de vie semble être « limitée ». En effet, un satellite artificiel peut être victime d’usure dans l’espace à cause de son exposition sans interruption aux températures extrêmes, aux vents solaires etc… Par exemple, un satellite situé à une altitude de moins de 1 000 km a une durée de vie d’environ 5 ans, un satellite situé à 35 786 km (appelé orbite géostationnaire) survit environ 15 ans. En revanche, les satellites situés très loin de l’atmosphère terrestre peuvent rester des millions d’années en orbite. Bien évidement, un accident peut également avoir lieu avant que le satellite devienne naturellement hors service. Cependant, il arrive qu’un satellite se détruise dans l’atmosphère terrestre puisque les gaz qui y sont présents le freinent et réchauffent considérablement sa structure qui finit alors par se désintégrer à cause des frottements.

Les débris sont répartis pour moitié sur des orbites basses, entre 200 et 2 000 km d’altitude (image du haut), et sur l’orbite géostationnaire, à 36 000 km d’altitude (image du bas)© NASA. Source: http://www.cnes-jeunes.fr/web/CNES-Jeunes-fr/8530-debris-en-vue-tous-aux-abris.php
Aujourd’hui, il existerait un peu plus de 35 millions de débris de 0.1 centimètres à plus 10 centimètres dans l’espace. Malheureusement, il n’existe encore aucun moyen de « nettoyer l’espace ». D’autant plus que même les plus petits débris sont dangereux dans l’espace puisqu’ils possèdent une vitesse constante. Par exemple un grain de riz en orbite autour de la Terre ayant pour vitesse 300 km/h fait autant de dégâts qu’un boulet de canon lancé à 100 km/h.

Impact sur un panneau solaire. Crédits : ESA. Source: http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/4600-le-cas-de-lorbite-geostationnaire.php
Lorsqu’un satellite hors service est proche de la Terre, il est la plupart du temps ramené dans l’atmosphère où il se désintégrera. Mais cela est différent pour les satellites géostationnaires (situé à 35 786 km de la Terre) puisqu’ils sont volontairement envoyés plus loin, à l’aide de leur reste de carburant, dans une orbite dite « cimetière » afin qu’ils ne gênent pas les prochains satellites situés sur le même orbite.
Il existe différentes orbites :
- L’orbite elliptique : son altitude est variable. Son altitude la plus basse (c’est-à-dire plus proche de la Terre) est appelée le périgée, son altitude la plus haute (c’est-à-dire la plus éloignée de la Terre) est appelée l’apogée. La vitesse du satellite en orbite elliptique varie en fonction de son altitude. Cette orbite est utilisée par les observatoires tels que les MSG (Meteosat Seconde Generation) qui surveillent par exemple les phénomènes météorologiques comme la neige.
- L’orbite (terrestre) basse : ayant pour nom de code LEO (pour Low Earth Orbit) a une altitude moyenne de 200 à 1 400 km de la Terre. Sa vitesse est de 27 426 km/h à 300 km d’altitude (soit 16 tours de Terre par heure). Cette orbite est utilisée par les stations spatiales habitées.
- L’orbite polaire : est une orbite basse particulière puisqu’elle passe au-dessus des pôles de la Terre. Sa principale caractéristique est qu’elle survole une nouvelle bande de la Terre à chaque passage. Elle permet donc d’observer l’ensemble de notre planète et sert à la cartographie, à la météorologie et à l’espionnage.
- L’orbite (terrestre) moyenne : ayant pour nom de code MEO (pour Mittle Earth Orbit) a une altitude moyenne de 2 000 km à 20 000 km de la Terre. Sa vitesse est de 17 771 km/h à 10 000 km (soit 4 tours de Terre en 24 heures). Cette orbite est utilisée pour le positionnement et donc pour le GPS et Galileo. Ce dernier étant le système de navigation européen alors que le GPS est celui américain.
- L’orbite (terrestre) géostationnaire : ayant pour nom de code GEO (pour Geostationary Earth Orbit) a une altitude de 35 786 km de la Terre et se situe dans le plan de l’équateur. Sa vitesse est de 11 075 km/h (soit exactement un tour de Terre en 24 heures). Le principal avantage de cette orbite est que le satellite reste toujours en face de la même zone terrestre. Elle est utilisée notamment pour la télécommunication (dont la télévision), la météorologie…
Le satellite naturel
Un satellite naturel n’est pas fabriqué de la main de l’Homme. C’est un corps céleste en orbite autour d’un astre plus dense que lui. La plupart du temps, un satellite naturel gravite autour d’une planète. Par exemple, la Lune est la satellite naturel de la Terre. Mais la Terre est également un satellite naturel du Soleil.

La Lune gravitant autour de la Terre. Source: http://www.dinosoria.com/terre-rotation.html