A la conquête de notre galaxie : les satellites

Résumé du document

Depuis la nuit des temps l'homme a toujours rêvé de voyager dans l'espace, d'aller voir ce qui se passe dans notre univers. Au jour d'aujourd'hui, il nous paraît normal que des satellites soient envoyés régulièrement vers l'espace. Mais il était une époque où rien de tout cela ne paraissait évident, au contraire; bien plus d'un physicien s'est attelé à cette tâche qu'est de trouver différentes lois expliquant l'attraction terrestre, la rotation des corps autour de la Terre, etc. Heureusement les théories de Newton et Kepler permirent d'avoir une approche du problème, et la mise en relation des différentes lois de ces deux physiciens va permettre de se rapprocher des étoiles.

Jules Verne, l'un des romanciers les plus célèbres du monde, va, à travers son livre « de la Terre à la Lune », écrire le déroulement presque exact du lancement d'une fusée bien avant celui de Spoutnik en 1957. Et c'est Spoutnik en effet qui en 1957 va devenir à la postérité le premier objet (pas plus gros qu'un ballon) créé par les humains à être envoyé en orbite dans l'escape.
Mais Spoutnik est bien loin aujourd'hui et les satellites envoyés dans l'espace ne sont plus de simples tests : le satellite est devenu pour les hommes un formidable instrument de communication, pour se repérer, pour l'imagerie de la planète, etc.à condition d'être placé au bon endroit pour chacune de ces activités. En effet plusieurs orbites sont à disposition de ces différents satellites il faut donc choisir l'orbite optimale et la calculer (grâce aux lois de Newton et de Kepler).
Nous nous sommes donc intéressés aux satellites en cherchant à expliquer pourquoi un satellite tourne autour de la Terre mais surtout comment les différents paramètres de ces orbites s'entrecroisent. Et comment peut-on placer un satellite sur différentes orbites.

Extraits

[...] T2/a3 = constante= -14 où T est le temps mis par le satellite pour parcourir un tour d'orbite et a le demi-grand axe (distance entre l'apogée et le périgée) de l'ellipse. Dans le cas de satellites en orbite circulaire, leur période de révolution autour de la Terre dépend donc uniquement du rayon (=altitude) de leur orbite. Orbites géosynchrones et géostationnaires Une conséquence intéressante de la 3e loi de Kepler est qu'il est donc possible qu'un satellite soit sur une trajectoire orbitale dont la période T soit très exactement identique à la période de rotation de la Terre sur elle-même, c'est-à-dire 23h 56m 4s : jour sidéral. [...]

[...] Ces forces ont la même droite d'action, des sens opposés et la même norme. Ces deux forces sont toujours directement opposées, que A et B soit immobiles ou en mouvement. Détermination des différents paramètres de lancement Plusieurs principes rentrent en compte dans la satellisation d'un satellite. En effet, cette mise en orbite est basée sur de grands calculs qui vont permettre de lancer le satellite, de calculer la vitesse de satellisation ou encore la vitesse nécessaire à impulser au lanceur pour s'arracher au sol. [...]

[...] Les lanceurs n'ont donc pas fini d'évoluer et les satellites avec eux. Conclusion générale Les satellites sont donc devenus des instruments indispensables à notre planète et à l'humanité. Et nous voyons donc ici que le génie de deux grands physiciens que sont Newton et Kepler a permis aux hommes de se rapprocher des étoiles. Nous avons réussi à nous échapper de notre atmosphère, et à exploiter toutes les possibilités qui s'offrent à nous avec ces orbites qui peuvent accueillir un très grand nombre de satellites. [...]

[...] Ainsi, en tournant à la même vitesse et dans le même sens que la Terre, et toujours au niveau de l'équateur, le satellite est toujours au-dessus du même point (situé sur l'équateur). Il est stationnaire par rapport à la Terre, d'où son nom. Les orbites géostationnaires sont les plus connues pour les nombreux satellites utilisés pour différentes formes de télécommunication, notamment la télévision. On l'a ainsi nommé, car leurs caractéristiques sont assez différentes de celles des orbites circulaires simples, même si ces deux orbites ont tous deux le point commun d'éviter une oscillation Est-Ouest. Les signaux émis par ces satellites peuvent être envoyés tout autour de la terre. [...]

[...] La force gravitationnelle est donc une force à effet centripète. Géocentrique : Se dit d'un référentiel dans lequel l'origine du repère est le centre de la Terre. Le géocentrisme est une conception philosophique qui place la Terre immobile au centre de l'univers. Elle est remplacée plus tard par l'héliocentrisme, conception qui place le Soleil au centre de l'Univers. Cette conception n'est pas parfaitement juste puisque le Soleil est au centre seulement de notre Voie lactée et non de l'Univers, mais elle est intéressante vis-à-vis des instruments disponibles à l'époque. [...]