Satellites artificiels

Nous expliquons ce que sont les satellites artificiels, à quoi ils servent, comment ils fonctionnent, les types qui existent et donnent plusieurs exemples

Illustration d'un satellite naturel

Que sont les satellites artificiels?

Les satellites artificiels Ce sont des véhicules ou des appareils expressément construits à être lancés dans l'espace sans équipage, dans le but de l'orbite autour de la terre ou de tout autre corps céleste.

La course spatiale entre les États-Unis et l'Union soviétique a favorisé l'industrie satellite artificielle. Le premier placé en orbite avec succès a été le satellite soviétique Spoutnik en 1957 et a publié des signaux de 20 à 40 MHz.

Cela a été suivi par le lancement de l'Echo I par les États-Unis, à des fins de communication. Depuis lors, de nombreuses orbites se produisaient par les deux pouvoirs et, plus tard, de nombreux pays ont rejoint la nouvelle technologie.

Que sont les satellites artificiels pour?

Les satellites artificiels ont diverses applications:

• Dans les télécommunications, pour la diffusion de la radio, de la télévision et des messages de téléphone portable.
• Dans la recherche scientifique et météorologique, y compris la cartographie et les observations astronomiques.
• Pour les objectifs du renseignement militaire.
• Pour la navigation et les utilisations de l'emplacement, étant le GPS (système de positionnement global) du plus connu.
• Pour surveiller la surface de la Terre.
• Dans les stations spatiales, conçues pour vivre la vie en dehors de la terre.

Structure satellite artificielle

Les satellites artificiels contiennent divers mécanismes complexes pour remplir leurs fonctions, qui impliquent la réception, le traitement et l'envoi de différents types de signaux. Ils doivent également être légers et avoir une autonomie opérationnelle. 

Les principales structures sont communes à tous les satellites artificiels, qui à leur tour ont plusieurs sous-systèmes selon le but. Ils sont montés dans un boîtier en métal ou d'autres composés légers, qui sert de soutien et est appelé Bus.

Dans le bus, vous pouvez trouver:

• Le module de contrôle central, qui contient l'ordinateur avec lequel les données sont traitées.
• Recevoir des antennes et des stations pour la communication et la transmission des données à l'aide d'ondes radio, en plus des télescopes, des caméras et des radars.
• Un système de panneaux solaires dans les ailes, pour obtenir l'énergie nécessaire et les batteries rechargeables lorsque le satellite est dans l'ombre. Selon Orbit, les satellites ont besoin d'environ 60 minutes de soleil pour recharger leurs batteries, s'ils sont en orbite basse. Les satellites les plus éloignés dépensent beaucoup plus longtemps exposés au rayonnement solaire. 

Peut vous servir: forces de distance

Étant donné que les satellites passent beaucoup de temps exposés à ce rayonnement, un système de protection est nécessaire pour éviter d'endommager d'autres systèmes. 

Les pièces exposées sont beaucoup chauffées, tandis qu'à l'ombre, elles atteignent des températures très basses, car il n'y a pas d'atmosphère suffisante qui régule les changements. Par conséquent, des radiateurs sont nécessaires pour éliminer les couvercles de chaleur et d'aluminium qui conservent la chaleur si nécessaire.

Types de satellites artificiels

Selon leur trajectoire, les satellites artificiels peuvent être elliptiques ou circulaires. Bien sûr, chaque satellite a une orbite assignée, qui est généralement dans le même sens que la terre, appelée Orbite asynchrone. Si pour une raison quelconque, le satellite se déplace au contraire, alors il a Orbite rétrograde.

Sous la gravité, les objets se déplacent dans les trajectoires elliptique Selon les lois de Kepler. Les satellites artificiels n'échappent pas cela, cependant, certaines orbites elliptiques ont une si petite excentricité qui peut être considérée Circulaire.

Les orbites peuvent également être inclinées en ce qui concerne l'Équateur de la Terre. Une inclinaison est 0º. C'est Orbites équatoriales, S'ils sont à 90 ° ils sont Orbites polaires. 

L'altitude par satellite est également un paramètre important, car entre 1500 et 3000 km de haut est la première ceinture de Van Allen, une région à éviter par son taux de rayonnement élevé.

Orbites, altitudes et vitesses des satellites artificiels. À l'orbite du cimetière passe les satellites en désuétude, bien qu'il y ait des restes dans toutes les orbites. Source: Wikimedia Commons.

Orbites satellites

L'orbite satellite est choisie en fonction de la mission qu'il a, car il y a des sommets plus ou moins favorables pour différentes opérations. Selon ce critère, les satellites sont classés comme:

• Leo (orbite terrestre basse), Ils mesurent entre 500 et 900 km de haut et décrivent une trajectoire circulaire, avec des périodes d'environ 1 heure et demie et une inclinaison de 90º. Ils sont utilisés pour le téléphone portable, le fax, les localisateurs personnels, pour les véhicules et pour les navires.
• Meo (orbite terrestre moyenne), Ils sont à une hauteur entre 5000 et 12000 km, une inclinaison de 50 ° et une période d'environ 6 heures. Ils sont également employés au téléphone portable.
• Geo (orbite terrestre géosynchrone), ou d'orbite géostationnaire, bien qu'il existe une petite différence entre les deux termes. Le premier peut être d'une inclination variable, tandis que les seconds sont toujours à 0º. 

Peut vous servir: compteurs de pression

Dans tous les cas, ils sont à haute hauteur -36.000 km plus ou moins-. Ils voyagent dans des orbites circulaires en périodes de 1 jour. Grâce à eux, il y a du fax, de la téléphonie longue distance et de la télévision par satellite, entre autres services.

Satellites géostationnaires

Au début, les satellites de communication avaient des périodes différentes de celles de la rotation de la terre, mais cela a rendu difficile le positionnement des antennes et de la communication. La solution consistait à placer le satellite à une hauteur de telle sorte que sa période coïncidait avec celle de la rotation terrestre.

De cette façon, le satellite en orbite avec la Terre et semble être fixé par rapport à cela. La hauteur nécessaire pour placer un satellite sur l'orbite de Geosíncrona est de 35786.04 km et est connu sous le nom de Ceinture Clarke.

La hauteur de l'orbite peut être calculée en établissant la période, au moyen de l'expression suivante, dérivée de la loi universelle sur la gravitation de Newton et des lois de Kepler:

P = 2π (a³/ Gm)^½

Où p est la période, pour C'est la longueur du plus grand semi-axe de l'orbite elliptique, g C'est la constante de gravitation universelle et M C'est la masse de la terre. 

Étant donné que de cette façon l'orientation du satellite par rapport à la terre ne change pas, garantit qu'il y aura toujours un contact avec lui.

Exemples de satellites artificiels

Spoutnik

C'était le premier satellite artificiel de l'histoire de l'humanité, mis en orbite par l'ancienne Union soviétique en octobre 1957. Ce satellite a été suivi 3 autres, dans le cadre du programme Spoutnik.

Le premier Sputnik était assez petit et léger: 83 kg d'aluminium principalement. Il a pu émettre des fréquences entre 20 et 40 MHz. Il était en orbite pendant trois semaines, après quoi il est tombé sur Terre.

Les répliques de Spoutnik peuvent être vues aujourd'hui dans de nombreux musées de la Fédération de Russie, en Europe et même en Amérique.

Satellites GPS

Le système de positionnement global (système de positionnement global) est largement connu pour se localiser avec une haute précision aux personnes et aux objets partout dans le monde. Le réseau GPS se compose d'au moins 24 satellites à haute hauteur, dont il y a toujours 4 satellites visibles de la Terre.

Peut vous servir: frottement: types, coefficient, calcul, exercices

Le télescope spatial Hubble

Il s'agit d'un satellite artificiel qui propose des images incomparables jamais vues à partir du système solaire, des étoiles, des galaxies et de l'univers lointain, sans l'atmosphère terrestre ou la pollution lumineuse bloquant ou déformant le Light Distant Light.

Station spatiale internationale 

Connu sous le nom d'ISS (Station spatiale internationale), il s'agit d'un laboratoire de recherche en orbite, géré par cinq agences spatiales du monde entier. Jusqu'à présent, c'est le plus grand satellite artificiel qui existe.

Chandra

Ce satellite artificiel est un observatoire pour détecter les rayons X, qui sont absorbés par l'atmosphère de la terre et ne peuvent donc pas être étudiés à partir de la surface. La NASA l'a mis en orbite en 1999 via Space Ferry Columbia.

Satellites de communication iridium

Ils constituent un réseau de 66 satellites à 780 km de haut dans des orbites de type Leo, avec une période de 100 minutes. Ils ont été conçus par la Telefónica Motorola Company pour fournir une communication téléphonique dans de petits sites accessibles. Cependant, c'est un service à très coût élevé.

Système de satellite Galileo

Il s'agit du système de positionnement développé par l'Union européenne, équivalent au GPS et à usage civil. Il dispose actuellement de 22 satellites, mais toujours en construction. Il est capable de localiser une personne ou un objet avec une précision de 1 mètre dans la version ouverte et est interopérable avec les satellites système GPS.

Série Landsat

Ce sont des satellites spécialement conçus pour l'observation de la surface de la Terre. Ils ont commencé leur travail en 1972. Entre autres choses, ils s'occupent de la cartographie du terrain, en enregistrant des informations sur la mouvement de la glace dans les poteaux et l'extension des forêts, ainsi que la prospection minière.

Système GLONASS

Il s'agit du système de géolocalisation de la Fédération de Russie, équivalent au GPS et au réseau Galileo.

Les références

1. Agence spatiale européenne. Les satellites. Récupéré de: que.int.
2. Giancoli, D. 2006. Physique: principes avec applications. 6e. Ed Prentice Hall.
3. Maran, s. Astronomie pour les mannequins.
4. POT. À propos du télescope spatial Hubble. Récupéré de: NASA.Gouvernement.
5. Wikiversity. Satellites artificiels. Récupéré de: est.Wikiversity.org.