Satellites artificiels

Un satellite artificiel est un objet que les gens ont fabriqué et lancé en orbite à l’aide de fusées. Il y a actuellement plus d’un millier de satellites actifs en orbite autour de la Terre. La taille, l’altitude et la conception d’un satellite dépendent de son objectif.

Les tailles et altitudes des satellites

Les satellites varient en taille. Certains satellites cubiques sont aussi petits que 10 cm. Certains satellites de communication mesurent environ 7 m de long et disposent de panneaux solaires qui s’étendent sur 50 m supplémentaires. Le plus grand satellite artificiel est la Station spatiale internationale (ISS). La partie principale est aussi grande qu’une grande maison de cinq chambres, mais avec des panneaux solaires, elle est aussi grande qu’un terrain de rugby.

Les altitudes des satellites au-dessus de la surface de la Terre varient également. Ce sont trois orbites communes:

  • Orbite terrestre basse (LEO) – de 200 à 2 000 km, par exemple, l’ISS orbite à 400 km avec une vitesse de 28 000 km / heure, et le temps d’une orbite est d’environ 90 minutes.
  • Orbite terrestre moyenne (MEO) – la plupart des satellites MEO sont à une altitude de 20 000 km et le temps pour une orbite est de 12 heures.
  • Orbite géostationnaire (GEO) – 36 000 km au-dessus de la Terre. Le temps pour une orbite est de 24 heures. Ceci est pour correspondre à la rotation de la Terre de sorte que le satellite semble rester au-dessus du même point au-dessus de la surface de la Terre. Ceci est utilisé pour de nombreux satellites de communication et météorologiques.

L’altitude choisie pour un satellite dépend du travail pour lequel il est conçu.

Types de satellites

Satellites de navigation
Le GPS (global positioning system) est composé de 24 satellites qui orbitent à une altitude de 20 000 km au-dessus de la surface de la Terre. La différence de temps pour les signaux reçus de quatre satellites est utilisée pour calculer l’emplacement exact d’un récepteur GPS sur Terre.

Satellites de communication
Ils sont utilisés pour les transmissions de télévision, de téléphone ou d’Internet, par exemple, le satellite Optus D1 est sur une orbite géostationnaire au-dessus de l’équateur et a une empreinte de couverture pour fournir des signaux à toute l’Australie et la Nouvelle-Zélande.

Satellites météorologiques
Ils sont utilisés pour imager les nuages et mesurer la température et les précipitations. Les orbites géostationnaires et terrestres basses sont utilisées en fonction du type de satellite météorologique. Les satellites météorologiques sont utilisés pour aider à des prévisions météorologiques plus précises.

Satellites d’observation de la Terre
Ils sont utilisés pour photographier et photographier la Terre. Les orbites terrestres basses sont principalement utilisées pour produire une image plus détaillée.

Satellites astronomiques
Ceux-ci sont utilisés pour surveiller et photographier l’espace. Un satellite tel que le télescope spatial Hubble orbite à une altitude de 600 km et fournit des images très nettes d’étoiles et de galaxies lointaines. D’autres télescopes spatiaux incluent Spitzer et Chandra.

Station spatiale internationale (ISS)
Il s’agit d’un laboratoire spatial habitable. À une altitude de 400 km, l’ISS se déplace à une vitesse de 28 000 km / h et orbite autour de la Terre une fois toutes les 92 minutes. Les scientifiques à l’intérieur de l’ISS sont capables d’effectuer de nombreuses expériences précieuses dans un environnement de microgravité.

Conception du satellite

Chaque satellite possède certaines des mêmes parties de base:

  • Le bus – c’est le cadre et la structure du satellite auxquels toutes les autres parties sont attachées.
  • Une source d’énergie – la plupart des satellites ont des panneaux solaires pour produire de l’électricité. Les batteries stockent une partie de cette énergie pendant les périodes où le satellite est à l’ombre de la Terre.
  • Système de contrôle de la chaleur – Les satellites sont exposés à des températures extrêmement élevées en raison de l’exposition au Soleil. Il doit y avoir un moyen de réfléchir et de rediriger la chaleur. Les composants électriques du satellite peuvent également produire beaucoup de chaleur.
  • Système informatique – Les satellites ont besoin d’ordinateurs pour contrôler leur fonctionnement et également pour surveiller des éléments tels que l’altitude, l’orientation et la température.
  • Système de communication – tous les satellites doivent pouvoir envoyer et recevoir des données vers des stations au sol sur Terre ou vers d’autres satellites. Les antennes paraboliques incurvées sont utilisées comme système de contrôle d’attitude d’antennes
  • – c’est le système qui maintient un satellite pointé dans la bonne direction. Les gyroscopes et les propulseurs de fusée sont couramment utilisés pour changer d’orientation. Les capteurs de lumière sont couramment utilisés pour déterminer la direction pointée par un satellite.
  • Un système de propulsion – un moteur-fusée sur le satellite peut être utilisé pour aider à placer le satellite sur la bonne orbite. Une fois en orbite, les satellites n’ont pas besoin de fusées pour les maintenir en mouvement. Cependant, de petites fusées appelées propulseurs sont utilisées si un satellite doit changer légèrement d’orbite.

En plus de ces pièces de base, les satellites transportent l’équipement nécessaire à leur usage spécifique.

Rendre l’espace accessible

Faire entrer un satellite dans l’espace est une entreprise très coûteuse que peu de gens peuvent se permettre. Rocket Lab, une société créée par le Néo-zélandais Peter Beck, a été créée avec la vision de « rendre l’espace plus accessible ».

Peter a une vision selon laquelle un accès abordable à l’espace permettra un changement mondial puissant – par exemple en permettant aux pays en développement un meilleur accès à Internet. En 2012, Peter a lancé le programme Electron pour se concentrer sur la fourniture de fusées et de services de lancement rentables qui permettront aux organisations d’avoir un meilleur accès à la technologie spatiale et satellitaire.

Nature de la science

Le fonctionnement de la Station spatiale internationale dépend de la collaboration entre les pays. Il permet aux scientifiques de mettre en commun leurs ressources en termes de connaissances scientifiques et de finances. En conséquence, des projets plus importants et plus importants peuvent être menés pour obtenir des résultats plus fiables. Cette recherche est bénéfique à l’échelle internationale.

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Renseignez-vous sur les satellites naturels, les satellites de communication et découvrez comment les satellites sont lancés dans l’espace et comment certains d’entre eux sont devenus des déchets spatiaux.

Idées d’activités

Amenez vos élèves à tourner les yeux vers le ciel nocturne pour observer les satellites naturels et repérer les satellites artificiels – comme l’ISS – lorsqu’ils passent au-dessus de leur tête. De retour à l’intérieur, les élèves peuvent rechercher des satellites en ligne avec une webquest.

Deux activités utilisent des modèles pour enseigner des concepts scientifiques. Le modèle à l’échelle pour les orbites de satellites explore les altitudes et le mouvement des satellites. Enquêter sur les antennes paraboliques utilise un parapluie comme réflecteur incurvé pour augmenter le signal Wi-Fi d’un téléphone portable.

Liens utiles

Images haute résolution du satellite Geoeye-1.

En savoir plus sur la Station spatiale internationale auprès de la NASA.

Cette nouvelle de novembre 2016 couvre l’annonce du lancement du deuxième Institut de recherche régional de Nouvelle-Zélande, le Centre for Space Science Technology, explorera l’utilisation des mesures spatiales et de l’imagerie satellite. Consultez le site Web du centre.