Généralité sur les satellites

Définition de satellite

Le Règlement des Radiocommunications (RR) de l’UIT définit le satellite commeµ suite : « Corps qui tourne autour d’un autre corps de masse prépondérante et dont le mouvement est principalement déterminé, d’une façon permanente, par la force d’attraction de ce dernier » [6]. Un satellite est un objet qui doit remplir des fonctions spécifiques dans un environnement spatial. Son architecture résulte des objectifs définis par la mission. Le rôle d’un satellite est de servir de relais entre deux points éloignés de la terre, qui seront beaucoup plus longs et difficiles à atteindre en suivant la courbure de la surface de la terre.

Composition d’un satellite 

La composition d’un satellite varie selon sa mission. Les équipements scientifiques appelés charges utiles sont placés sur la plate-forme. Cette plate-forme est chargée de protéger les charges utiles, de maintenir l’orientation du satellite et de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement des charges utiles. De plus, l’énergie utilisée par le satellite est captée par les panneaux solaires qui, pour que le rapport énergie reçue / énergie exploitable soit rentable, sont orientés en quasi permanence vers le soleil. Les cellules photovoltaïques qui composent les panneaux convertissent l’énergie des photons reçus du soleil en énergie électrique [7].

De plus, le corps du satellite supporte un ensemble d’équipements permettant de communiquer avec la station au sol afin de résoudre certains problèmes [7].

La plateforme

La plateforme contient tous les éléments essentiels au bon fonctionnement du satellite. Ces éléments essentiels, appelés « modules » [9], sont généralement les suivants:
• le système de production de l’énergie ;
• le système de contrôle thermique ;
• le système de contrôle d’attitude et d’orbite ;
• la gestion du bord qui pilote le fonctionnement du satellite ;
• le système de propulsion.

La charge utile

La charge utile comprend d’une part les instruments spécifiques et d’autre part une case à équipements qui contient les enregistreurs de données et l’informatique de bord [10]. Pour un satellite de communications, la charge utile peut représenter les antennes réfléchissant le signal TV ou le signal téléphonique. Pour un satellite d’observation, la charge utile est composée de caméras digitales et de capteurs d’image pour prendre des clichés de la surface de la terre. Cette charge utile comporte un ensemble de canaux, chaque canal étant équipé d’un amplificateur d’émission opérant dans une sous bande particulière de la bande totale allouée au satellite.

Les orbites

Les satellites de communication se déplacent autour de la terre dans les orbites bien définies. Ces orbites sont des trajectoires qui sont basés sur un système de référence spécifié, le centre de gravité d’un satellite ou un autre objet spatial soumis de façon prépondérante aux forces naturelles, essentiellement les forces de gravitation. Ce trajectoire a la forme d’une ellipse avec une extension maximale appelé l’apogée, une extension minimale appelé le périgée et une inclinaison. L’apogée est le point le plus haut du satellite auquel sa vitesse est la plus lente, périgée est le point le plus bas du satellite auquel sa vitesse est la plus rapide et l’inclinaison est l’angle formé entre le plan orbital et le plan équatorial. Plus l’angle est important, plus la surface couverte par le satellite est grande [11].

Orbite LEO

L’orbite LEO (Low Earth Orbital) est une orbite circulaire, située entre 500 à 1500 km d’altitude ayant une période d’une heure et demie et une inclinaison de l’ordre de 90˚. Cette proximité offre deux avantages : un temps de latence très court et une puissance réduite pour entrer en contact.

Orbite MEO 

Une orbite à altitude moyenne, communément appelée orbite circulaire intermédiaire ou MEO (Medium Earth Orbital) est une orbite autour de la terre située entre 10 000 et 20 000 km. L’orbite se situe au-dessus de l’orbite LEO et en dessous de l’orbite géostationnaire ayant une période de 6 heures et une inclinaison de l’ordre de 50˚.

Orbite HEO

L’orbite HEO (High Earth Orbit) est une orbite elliptique. Elle est connue sous le nom de Molnya, du nom de la première série de satellites de communication soviétique. Elle a un apogée de 39 750 km et un périgée de 500 km. Sa période est de 11 h 58 mn et son inclinaison 63,4˚.

Orbite GEO

L’orbite GEO (Geostationary Earth Orbital) correspond à la trajectoire circulaire d’un satellite dans le plan équatorial de la terre, animé d’une vitesse angulaire égale à celle de la terre et dans le même sens, de telle sorte que le satellite apparaisse comme immobile par rapport à celle-ci. Le satellite fait le tour de la terre en 23 h 56 min 4 s. Dans cette orbite le satellite est placé à une distance de 35786 km d’altitude et peut couvrir une grande zone géographique.