Les satellites polaires et géostationnaires

On entend souvent parler des satellites polaires et géostationnaires (voir figures 309, 310 et 311), mais tout le monde ne sait pas quelle est la différence entre l’un et l’autre.

Nombreux sont ceux, encore aujourd’hui, qui se demandent comment ces satellites peuvent se maintenir suspendus dans l’espace sans tomber sur la terre, en défiant les lois de la gravité.

Pour répondre à cette question, la solution la plus simple est de prendre un exemple.

Si l’on donne un coup de pied dans un ballon et qu’on l’envoie vers le haut, on sait qu’il retombera à terre, attiré par la force de gravité.

Si le ballon était en métal, on ne pourrait plus utiliser les pieds pour pouvoir le lancer. Il faudrait un canon, par exemple, pour pouvoir lui fournir une vitesse suffisante.

On sait toutefois que, même en tirant un boulet en l’air à l’aide d’un canon, après quelques kilomètres, il retombera au sol.

Si l’on installait le canon sur un avion pouvant monter à 1000 km d’altitude, où le frottement de l’air ne pourrait pas influencer la trajectoire du boulet, il parcourrait un grand nombre de kilomètres mais il finirait par retomber au sol.

Si l’on donnait à ce boulet une impulsion suffisamment puissante pour qu’il parcoure, en ligne droite, plusieurs milliers de kilomètres, il poursuivrait sa course vers l’espace, car la terre est ronde.

Pour parvenir à faire tourner ce boulet autour de la terre, il faut lui imprimer une vitesse soigneusement calculée, de façon à ce que la force de gravité parvienne à le faire descendre d’environ 0,63 m tous les kilomètres.

C’est seulement à cette condition qu’il se placerait en orbite circulaire autour de la terre sans jamais retomber à sa surface.

De la même manière, pour maintenir en orbite un satellite, il faut lui imprimer une vitesse bien précise. En effet, si la vitesse était supérieure à celle nécessaire, la force centrifuge lui ferait parcourir des orbites de plus en plus larges et ainsi, il échapperait à l’attraction terrestre pour se perdre dans l’espace. Si la vitesse était inférieure à celle nécessaire, la force de gravité l’attirerait vers la surface de la terre et il finirait par s’y écraser.

La théorie, tout d’abord, puis la pratique, ont démontré qu’un satellite parvient à se maintenir en orbite pendant des dizaines d’années uniquement si on le place à une distance de 300 km minimum de la terre.

C’est pour cette raison que tous les satellites “polaires” tournent autour de notre globe à une distance comprise entre 800 et 1000 km, et les satellites “géostationnaires” à une distance d’environ 36000 km.

Rappelons que la vitesse d’un satellite se calcule en fonction de la distance qui le sépare de la terre et non en fonction de son poids. Donc, un satellite de 1 kilogramme et un autre de 900 kg, placés à égale distance de la terre, doivent se déplacer à la même vitesse pour se maintenir en orbite.

Les satellites “polaires”, placés à une distance comprise entre 800 et 1 000 km, tournent autour de notre globe à une vitesse d’environ 30000 km à l’heure, tandis que les satellites “géostationnaires”, placés à une distance de 36000 km tournent autour de notre globe à une vitesse d’environ 11000 km/h.