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Un satellite est un objet spatial qui tourne en orbite ou en boucle autour d’un autre objet plus grand. Il existe deux types de satellites : les satellites naturels (tels que la Lune en orbite autour de la Terre) et les satellites artificiels (tels que la Station spatiale internationale en orbite autour de la Terre). Aujourd’hui, nous allons parler des satellites artificiels et des principes scientifiques qui expliquent pourquoi ils restent en orbite sans s’écraser.
Comment les satellites peuvent-ils se retrouver dans l’espace ?
Une fusée est nécessaire pour transporter et lancer un satellite en orbite. La fusée doit atteindre au moins 40 320 km/h pour échapper à la gravité terrestre et atteindre l’espace.
Lorsque le satellite atteint l’altitude souhaitée et n’a plus besoin de support pour poursuivre son voyage, il se sépare de son moyen de transport. Sans accélérer ni décélérer, le satellite maintient sa vitesse de déplacement. L’attraction gravitationnelle de la Terre pousse continuellement le satellite vers et le long de sa trajectoire orbitale. Dans cette vue, le satellite ne fait qu’avancer.
Il dispose cependant d’une réserve de carburant et d’ergols. Ces derniers sont employés pour des mouvements tels que l’évitement de débris ou le changement d’orbite, plutôt que pour maintenir la vitesse.
Quelles forces maintiennent un satellite en orbite ?
L’orbite d’un satellite est maintenue en équilibrant deux facteurs : sa vitesse (la vitesse requise pour se déplacer en ligne droite) et l’attraction gravitationnelle de la Terre. L’équilibre des deux forces le maintient sur la même orbite, qui est une ligne circulaire qui tourne autour de la Terre.
La vitesse orbitale
La vitesse orbitale est la vitesse nécessaire pour maintenir un équilibre entre l’attraction gravitationnelle du satellite et sa propension à continuer à voyager.
À une altitude de 242 kilomètres, par exemple, la vitesse nécessaire est d’environ 28 330 km/h. Ainsi, la vitesse orbitale est déterminée par l’altitude à laquelle on souhaite l’envoyer. Plus la vitesse orbitale nécessaire est élevée, plus le satellite est proche de la Terre.
Le but de la vitesse orbitale du satellite est de s’adapter à la gravité de la Terre, car s’il est trop éloigné, il s’envolera dans l’espace. S’il est trop proche, le satellite s’écrasera dans l’atmosphère.
La gravité
La gravité est constamment avec nous. Sa présence peut être ressentie partout car le monde n’est pas isolé : tout est relié à tout le reste. En raison de la gravité de la Terre, un satellite tourne autour d’elle.
Comme la gravité devient plus forte à mesure que l’on se rapproche de la Terre, les satellites en orbite près de la Terre doivent se déplacer à un rythme considérablement plus rapide pour maintenir leur orbite. Pendant ce temps, les satellites plus éloignés se déplacent plus lentement sur leur orbite.
Les satellites descendent effectivement, mais en raison de leur vitesse, ils ne tombent pas directement à la surface.
Il arrive que les satellites tombent. Si leur altitude est suffisamment basse, ils entrent occasionnellement en contact avec quelques molécules d’air, ce qui réduit imperceptiblement leur vitesse. Après quelques années ou décennies, leur vitesse diminue jusqu’au point où ils retombent dans l’atmosphère. Lorsqu’ils atteignent une vitesse suffisamment élevée, la friction avec l’air génère suffisamment de chaleur pour qu’ils brûlent ou explosent. Mais ils n’atteignent jamais le sol.