télécommunications, satellite de

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Présentation

télécommunications, satellite de, engin spatial en orbite autour de la Terre, qui assure des communications à distance en relayant des signaux par ondes radio.

Par l’intermédiaire de stations terrestres, un satellite de télécommunications permet de transmettre à grande distance des informations de diverse nature (données pour la téléphonie mobile, la télévision, Internet, etc.). Il est placé en orbite par une fusée (fusées Ariane, Delta, Proton, Soïouz, Longue Marche, H2A, PSLV, etc.) ou par un système de transport spatial (navette spatiale).

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Types de satellites

2.1

Satellites passifs et actifs

Les premiers satellites de télécommunications ont été conçus pour fonctionner en mode passif, se contentant de réfléchir les signaux émis par les stations terrestres. Ces signaux étaient diffusés dans toutes les directions, et pouvaient donc être reçus dans n’importe quelle partie du monde. Le premier modèle de ces réflecteurs passifs, Echo 1, a été lancé par les États-Unis en 1960 : il consistait en un ballon de plastique aluminé d’environ 30 m de diamètre. Cependant, la capacité de tels systèmes était sévèrement limitée par la nécessité de disposer d’émetteurs puissants et de grandes antennes paraboliques au sol.

Aujourd’hui, les communications par satellites sont assurées par des systèmes actifs, possédant leur propre équipement d’émission et de réception. Mis en orbite par les Américains en 1962, le premier satellite de ce type, Telstar 1, était équipé d’un enregistreur à bande qui stockait les messages reçus lors de son passage au-dessus d’une station terrestre. Ces messages étaient ensuite retransmis lors du passage du satellite au-dessus d’une station réceptrice.

À ce jour, des centaines de satellites actifs de télécommunications sont placés en orbite. Ils reçoivent des signaux en provenance d’une station terrestre, les amplifient, puis les retransmettent vers une autre station.

2.2

Orbites et couverture

Un satellite tourne autour de la Terre selon les lois de la gravitation, en décrivant une trajectoire en forme d’ellipse ou de cercle dont le plan passe par le centre de la Terre. Sa vitesse étant inversement proportionnelle à son altitude, elle est donc minimale lorsque le satellite est à l’apogée de son orbite (point de la trajectoire le plus éloigné de la Terre) et maximale lorsqu’il se trouve à son périgée (point de la trajectoire le plus proche de la Terre).

Les différents types d’orbites, et donc de satellites, diffèrent selon leur altitude et leur inclinaison par rapport au plan de l’équateur. Plus un satellite est loin de la Terre, plus il est lent : un satellite géostationnaire, situé à près de 35 800 km d’altitude, met ainsi exactement un jour pour décrire son orbite, alors qu’un satellite d’observation en orbite basse peut effectuer le tour du globe en 1 h 20 min. La couverture d’un satellite, c’est-à-dire la surface au sol qu’il est à même de desservir, est déterminée par le choix de son orbite et par les caractéristiques des antennes dont il est muni.

2.2.

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Orbite elliptique

Les satellites décrivant une orbite elliptique ont une vitesse qui varie selon la position sur l’orbite. À la différence des satellites géostationnaires, ils n’occupent pas une position fixe par rapport à la Terre, et leur suivi depuis la Terre nécessite donc l’emploi d’antennes mobiles. Néanmoins, ils présentent l’avantage sur ces derniers de pouvoir desservir des zones éloignées de l’équateur sous un angle relativement élevé, les signaux à transmettre traversant ainsi une couche d’atmosphère plus étroite lorsqu’il se trouvent à leur périgée.

Ce type de satellite est utilisé depuis 1967 par le système russe Molnya qui assure des télécommunications pour la Sibérie. Son orbite est inclinée de 63° par rapport au plan équatorial, de telle sorte que sa vitesse est minimale durant les deux tiers de sa période de 12 heures. Le satellite se situe alors à la quasi-verticale du territoire sibérien et les signaux parcourent ainsi une distance plus petite que celle relative à un satellite proche de la ligne d’horizon. Grâce à ce système, la Sibérie a une couverture permanente par le biais de trois satellites évoluant en phase.