pour Charles

Les satellites artificiels

1) Définition et caractéristiques principales
Un satellite artificiel est un objet fabriqué par l'être humain, envoyé dans l'espace et gravitant autour d'une planète ou d'un satellite naturel comme la Lune. La vitesse du satellite lui permet de se maintenir pratiquement indéfiniment dans l'espace en décrivant une orbite autour du corps céleste en question. Les données qui vont suivre sont référencées par rapport à la planète Terre.

- L'orbite : Elle est définie en fonction de la mission du satellite et peut prendre différentes formes :


Circulaire
Elliptique (de forme ovale)
Géostationnaire : c'est à dire circulaire mais de manière à rester en continue au dessus du même point spatial par rapport au corps céleste. Par exemple un satellite qui serait 24H sur 24 au dessus de la ville de Paris.
Héliosynchrone : toujours orienté de la même manière par rapport au soleil. Par exemple un satellite qui prend des photos se positionne de manière héliosynchrone de manière à retrouver toujours la même luminosité pour avoir des clichés avec une luminosité identique au fil du temps


Les orbites utilisées pour le satellites peuvent se situer à des altitudes plus ou moins élevées. On va les différencier en orbite basse, moyenne ou haute.
Orbite basse : zone de l'orbite terrestre allant jusqu'à 2 000 km d'altitude

Orbite moyenne : située entre 2 000 et 35 800 kilomètres d'altitude

Orbite haute : au dessus de 35800 kilomètres d'altitude.



Note : on peut remarquer que l'orbite, et donc le « chemin » parcouru par le satellite, se décide lors du lancement de se dernier et se détermine grâce à la position et la vitesse de la fusée au moment ou elle se sépare du satellite. Une erreur de calcul des scientifiques, ou encore un problème technique ou mécanique pourrait conduire à une orbite différence de celle initialement prévue, et pourrait amener à une collision entre deux satellites.(n.b.les satellites peuvent posséder des toutes petites fusées pour modifier légèrement leurs trajectoire) Si la mise en orbite échoue le satellite pourrait retomber sur terre ou partir dans l'espace. Notons aussi que l'intervention d'éléments extérieur peut modifier par la suite l'orbite du satellite. Exemple : collision avec un débris spatial ou une masse céleste (météorite ? Ou autre chose ? Qui sait ce qu'on pourrait trouver dans l'espace de l'univers d'anthologie...)

Maintenant imaginons un satellite A avec une orbite elliptique (et donc une altitude variable) et une Vitesse 1 et un satellite B avec une orbite circulaire (donc une altitude fixe) et une vitesse 2.

En comprenant bien qu'on est dans un monde en 3 dimensions on imagine aisément que ces deux objets puissent avoir chacun leur orbite autour de la terre, que comme ils ont des vitesses différentes à chaque fois qu'ils se croisent à nouveau c'est à des positions différentes dans l'espace et donc en cas de mauvais calculs de la part des astrophysiciens il est tout à fait plausible qu'ils finissent par se toucher.
Une dernière chose. Les misent en orbite ont beau être très précises, elle ne sont jamais parfaites et en extrapolant il semble logique qu'au bout d'un certains temps (1000 ans ? 10 millions d'année ? ) le satellite finisse par atteindre un point critique de dérivation par rapport à sa trajectoire idéale et donc se rapprocher de la terre pour finir par si écraser (Hypothèse A et je pense peu probable car les astrophysiciens ont sans doute calculé leurs trajectoires de manière à privilégier l'autre hypothèse) ou donc l'hypothèse B qui ferait en sorte que le satellite finissent par avoir des orbites de plus en plus grandes pour au final ne plus être attiré par le champs gravitationnel de la terre et disparaître dans l'espace.

La notion de mouvement perpétuelle est utopique, on essaye de s'en rapprocher au maximum, c'est l'objectif lorsqu'on met un objet en orbite mais en aucun cas une réalité. Je devrais approfondir mes recherches pour en savoir plus mais il me semble logique que les satellites articifiels sont amenés à sortir de leur orbite pour aller se décomposer dans l'espace, à moins que d'ici là on trouve une technique pour les ramener sur terre en toute sécurité. (n.b. Après vérification il semble qu'il gardent un peu d'énergie pour se réorienter vers l'espace et donc disparaître là bas tout au loiiiiin... c'est de la pollution spatiale en fait.)


2) Utilités des satellites
À développer si besoin.


3) Les satellites et la ionosphère

Les satellites se trouvent t-ils (tous) dans la ionosphère ? Oui... et non ! Pour répondre à ta question il faut définir les limites de la ionosphères.

Explication : «  L'atmosphère est ionisé sur toute la surface du globe à partir d'une altitude d'environ 60 km, cette région de l'atmosphère est appelée ionosphère. Vers les altitudes supérieures, l'ionisation s'étend jusqu'à la magnétopause, limite de la zone d'influence du champ magnétique terrestre. Cependant, il est admis que le terme ionosphère recouvre uniquement la zone inférieure, limitée à une altitude d'environ 1 000 km, zone où la densité des particules ionisées est la plus élevée. Au-delà, le milieu est essentiellement contrôlé par le champ magnétique et on lui réserve le nom de «  magnétosphère ».

=> Conclusion : Si on se limite à la zone ionosphérique la plus forte, alors non, les satellites artificiels ne se trouvent pas tous dans cette zone. Néanmoins on peut admettre qu'ils se trouvent tous à une altitude supérieure à 60km et se regroupent donc tous principalement dans la continuité de la ionosphère, sortant même au delà de l'atmosphère terrestre... soit 50 000 kilomètres. En gros si je comprends bien. L'ionosphère est en partie dans l'atmosphère terrestre mais continue aussi dans l'exosphère, c'est à dire dans l'espace... en dehors de l'atmosphère de la terre.

Pour faire court il n'y a pas de frontière définie entre l'atmosphère et l'espace. l'altitude de 120 km marque la limite où les effets atmosphériques deviennent notables durant la rentrée atmosphérique. La ligne de Karmann, à 100 km, est aussi fréquemment considérée comme la frontière entre l'atmosphère et l'espace. En gros les satellites sont plus loin que l'atmosphère terrestre (mais restent dans le champs gravitationnel de la terre qui est bien plus grand que l'atmosphère).




Essayons maintenant de comprendre l'impact de la ionosphère. :

Principe :

La pression de l'air qui constitue l'atmosphère diminue à mesure que l'on s'éloigne de la surface du sol. A 60 km d'altitude elle n'est plus que de 2 pascals. Au-delà de 60 km d'altitude, l'atmosphère n'agit plus comme filtre du rayonnement solaire et cosmique, les rayons UV et rayon X sont de plus en plus agressifs et provoquent une ionisation des molécules de gaz (azote, oxygène...) de l'air. En fait les électrons se détachent des atomes gazeux . Dans la partie basse de l'ionosphère la densité de molécules d'air est encore élevée, la promiscuité entre électrons et ions est grande et un électron peut retrouver rapidement un ion positif : la ''recombinaison'' est rapide. C'est la zone ionosphérique la plus dense.

REMARQUE : Tout cela dépend des rayonnements cosmiques et solaires et donc au fil des heures et des périodes de l'année, les parties atmosphériques cachées du soleil par la terre perdent en intensité ionique. C'est assez fluctuant suivant le moment et l'endroit (l'heure du jour, la saison, le cycle solaire...)

OK mais qu'est ce que ça signifie pour nous ?

l'intérêt de l'ionosphère réside dans une capacité qu'on appelle propagation ionosphérique (ou liaison lointaine par réflexion ionosphérique)

En gros : les ondes electromagnétiques on la propriété de parcourir des distances plus grandes que la simple ligne de vue par réflexion sur l'ionosphère. Les conditions de la propagation ionosphérique dépendent de plusieurs facteurs tels que le cycle solaire, l'heure et les saisons.

Puisqu’elle n’est pas limitée par la courbure de la terre, cette propagation peut être utilisée notamment pour communiquer au delà de l'horizon, sur des distances intercontinentales.

Exemple personnelle : tu veux envoyer une information par onde de Paris à Melbourne : tu envoie l'onde en direction de l'irak, ça rebondit dans le ciel au dessus de l'irak et par réflexion ça part direction l'australie. C'est comme une partie de billard ^^
Ce phénomène touche surtout les ondes courtes, donc à haute fréquence.

Est-ce qu'on peut (sur)vivre dans la ionosphère à l'intérieur d'un engin spatial ?
=> je pense que oui. Les astronautes ne rencontrent pas de problème particulier quand il l'a traverse, du moins on ne trouve pas d'infos là dessus... Après au long terme il y a certaînement des ondes qui perturbent le corps même au travers d'un appareil spatial... Mais bon dans anthologie ils doivent etre au point pour ça

Un petit article généraliste qui décrit ce qu'il se passe si on se retrouve dans l'espace sans combinaison : http://www.20minutes.fr/sciences/173578-20070803-peut-on-survivre-espace-combinaison et là vie à long terme dans un engin spatial : http://www.maxisciences.com/espace/vivre-dans-l-039-espace-nuirait-reellement-a-la-sante-selon-de-nouvelles-recherches_art29329.html


À vrai dire j'ai pour l'instant du mal à trouver des informations qui parlent de ça... je sais pas trop... ça doit être un mix de tout ça... mais je ne peux pas dire grand chose... Pareil sur la dernière question : à quoi ça ressemble... je crois pas que ça soit spécialement original... Pas trouvé:/ mais pour moi la ionisation des atomes ne se voit pas. Peut-être quelques reflets et encore...

Si tu as d'autres questions ou besoin d'éclaircissements n'hésite pas, j'espère avoir été compréhensible:)