Les satellites artificiels (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)

« qui s'opèrent dans les plasmas entourant la Terre et notamment le phénomène des aurores pola i res OBSERVATION DE LA TERRE MÉTÉORO LO~IE la météorologie a beaucoup progressé avec le développement des activités spatiales.

la prévision de phénomènes météorologiques violents est beaucoup plus fiable, diminuant ainsi en partie leurs impacts.

les cyclones tropi c aux océaniques chaudes, ils sont constamment suivis, ce qui permet l'édition de trajectoires fiables .

les avions et les bateaux peuvent alors être déroutés et les populat ions évacuées.

Cinq satellites sont au centre du dispositif de la veille météorologique mondiale qui vise à obtenir une couverture globale, à l'excep tion des pôles couverts par des satellites en orbites quasi-polaires.

Ils fournissent des observations sur l'évolution de la couverture nuageuse et de la température des océans et des continents.

TÉLÉ DÉTECTI ON DES RESSOURCE S NATURELLE S Aux États-Unis , les photos de la Terre rapportées par les astronautes ont convaincu les scientifiques de l'intérêt d'étudier le globe vu de l'espace .

Néanmoins, les réticences des militaires qui ne souhaitaient pas voir proliférer des images photographiques de toute la planète, combinées à la préoccupation majeure de la NASA tournée vers les missions habitées , ont considérablement retardé le programme d'observation de la Terre décidé en 1962 .

landsat-1 fut finalement lancé en 1972.

Il fut le premier à photographier la totalité de la surface terrestre.

Actuellement, landsat-7, dernier de la famille, a été lancé en 1999.

En 1978, la France a développé le programme civil SPOT.

le satellite SPOT 1 est lancé le 22 février 1986 et le denier né, SPOT 5, en mai 2002 .

L:originalité de la famille SPOT est de disposer de caméras capables de prendre des photos sur le côté.

Ceci permet d'augmenter la fréquence de couverture d'une région donnée , mais aussi de fournir des images stéréoscopiques très utiles pour obtenir des descriptions appelées modèles numériques de terrain.

Ces programmes utilisent des instruments qui fonctionnent dans le domaine visible et quelques canaux en infrarouge .

Ils permettent de surveiller l'évolution annuelle de la végétation .

L:étendue de la désertification et quantifiée .

les collectivités urbaines peuvent aussi faire appel aux images satellites pour aménager leur territoire.

Des cartes peuvent être facilement établies à partir de photos satellites d'une résolution inférieure à 10 m.

Par exemple, SPOT 5 affiche une réso lution de 2,5 rn en mode monochromatique.

Cependant ces satellites sont tributaires d'un ciel clair pour pouvoir satisfaire leurs clients.

En 1978, SEASAT-1 démontrait l'intérêt des radars à synthèse d'ouverture en orbite .

Ces radars, appelés SAR (« Synthetic Aperture Radar»), sont insensibles aux masses nuageuses et permettent ainsi d'obtenir des images du sol par tous les temps.

Utilisés pour suivre l'évo lution des glaces polaires , ces radars servent aussi à l'océanographie.

les altimètres radar donnent l'altitude de la surface de la mer à quelques centimètres près , fournissant alors des informations sur les courants océaniques.

D e ces mesure s radars sont déduit es la hauteur des vagues , la direction et la vitesse du vent.

Ces données sont complétées par celles des radiomètres qui donnent aussi la température de surface des océans.

En assurant une couverture complète en quelques jours sur plusieurs années, les satellites ont recueilli beaucoup plus de données que les bateaux océanographiques et ont permis d'établir des modèles globaux du climat et en particulier de l'influence des masses océaniques et des glaces polaires.

LES TÉLÉCOMMUNICATIONS le secteur des télécommunications représente une bonne partie des activités spatia les.

les communications terrestres ont longtemps été limitées par les câbles, vecteurs du signal et par la courbure de la Terre pour ce qui est des ondes radio.

le satellite peut s'affranchir de l'horizon terrestre en prenant de l'altitude.

Plus il est éloigné, plus la surface couverte sera grande.

la position idéale est l'orbite géostationnaire car, le satellite paraissant fixe dans le ciel, les émetteurs et les récepteurs terrestres sont fixes pour utiliser les services d 'un satellite donné.

la télévision a très vite profité de ce développement et, en 1962 , les premières images franchissent l'océan Atlantique.

Depuis , les satellites jouent aussi le rôle de relais pour la radio , la téléphonie et l'échange de données informatiques.

Ils permettent de diffuser ces services dans les zones isolées ou inaccessibles dépourvues d'infrastructure , notamment aux mobi les, comme les bateaux en mer.

En cas de catastrophes naturelles , ils peuvent se substituer au réseau local endommagé.

Il faut cependant relativiser l'importance des télécommunications spatiales.

les progrès réalisés dans les fibres optiques amé liorent les performances des réseaux câblés qui sont parfois préférés pour certaines applications qui s'accommodent mal des délais de transm ission inhérents à l'éloignement des satellites.

Ainsi les télécommunications spatiales ne années, la libéralisation du secteur des télécommunications a ouvert la voie à de nombreuses initiatives privées visant à offrir de nouveaux services.

L:orbite basse se prête assez bien aux applications haut débit comme le multimédia :les satellites sont plus près de l'utilisateur et la puissance nécessaire est alors moindre.

Par contre, le défilement des satellites impose l'envoi de constellations , ce qui a lourdit la factur e.

À l'heur e actue lle, de tels dispositifs n'ont pas fait la preuve de leur rentabilité .

Le projet IRIDIUM devait par exemple offrir un service de téléphonie à la Terre entière et être opérationnel dès novembre 1998 .

Cependant , le prix des prestations a décou ragé les utilisateurs .

Pendant un temps, il a été question de détruire la constellation avant qu'elle ne soit rachetée par un industriel proche des milieux militaires américains .

LES APPLICATIONS MILITAIRES RECONNAIS SA NCE Les militaires furent les premiers à investir l'espace pour des missions de reconnaissance .

Invisibles , intouchables, les satellites artificiels sont une excellente alternative aux missions de photographie aérienne.

Ils permettent de balayer de grandes surfaces sans risque .

Cependant les photographies aériennes sont longtemps restées irremplaçables pour obtenir des images à très haute résolution .

le problème de la résolution imposait d'ailleurs de lancer des satellites sur des orbites très basses où ils ne restaient que quelques jours avant de retomber sur Terre.

la courte durée de vie des premiers satellites de reconnaissance tenaient aussi à l'emploi de chambres photographiques.

Une fois le film renvoyé sur Terre dans une capsule récupérable , le satellite n'était plus opérationnel.

Seul l'avè nement des caméras numériques CCD, dont les données sont transmises par radio , a autorisé des satellites d 'une durée de vie de 3 ans.

Actuellement seuls les États-unis optique et le mètre en imagerie radar.

la Russie fait face à des difficultés budgétaires qui n'autorisent plus le maintien de coûteux systèmes de reconnaissance en orbite.

Quant à l'Europe , l'idée d 'une indépendance sur le marché du renseignement a amené la France , l'Italie et l'Espagne, puis l 'Allemagne à se lancer dans le prog ramme HELIOS .

le premier de la famille a été lancé en 1995 et atteignait une précision métrique .

les militaires américains ont rapidement voulu agrandir l'horizon de leurs systèmes de détection de tir de missiles intercontinentaux, reposant sur des radars forcément limités par la courbure de la Terre.

Emportant des capteurs infrarouges , ces satellites détectaient la chaleur dégagée par les tirs de missiles.

les évolutions ultérieures, dans les années 90, permirent de détecter et de suivre la trajectoire des missiles de moyenne portée dont la phase de propulsion est plus courte que celle des missiles intercontinentaux .

la difficulté vient ensuite de la chaîne de traitement de l'information qui doit être suffisamment rapide et efficace pour pouvoir intercepter le missile en plein vol.

Écoute électronique les satellites d'éco ute électronique ont plusieurs objectifs : écouter les communications militaires ou civiles afin d'obtenir des renseignements sur les forces adverses ; détecter les radars antiaériens et antimissiles afin d'identifier leur fréquence et de pouvoir les brouiller en cas de besoin.

En cas d'activité inhabituelle, ils peuvent donner l'alerte et identifier le type d'attaque en cours.

Déployés en constellations, ils assurent une couverture totale du globe.

Malgré le peu d 'informations disponibles sur le système soviétique puis russe, il semblerait que leur constellation ait la même structure que la constellation américaine Ferret (Furet).

Celle-ci est composée de satellites principaux entourés d'une flotte de sous-satellites offrant une écoute en temps quasi-réel.

Des satellites géostationnaires complètent le dispositif, notamment pour relayer les informations au sol.

LIAISONS AVEC LES TROUPES Pour assu rer les liaisons entre l e comman dement et les troupes , les milita ires s'appuient largement sur les satellites de communication .

le Pentag one utilise ainsi des satellites pour les trois quarts de ses commun ications longue distance .

Depuis le début, les soviétiques ont entretenu la confusion entre satellites civils et militaires .

Ainsi , la constellation Molnya offrait des services de téléphoni e, télévision et des communi cations gouvernementales et milita ires.

Après avoir développé un programme spécifique et coûteux, les militai res américains ont proposé d'établir un standard qui permettrait de comm uniquer avec leurs alliés et qui s'appuierait sur les constellations commerci a les.

LOCALISATION, NAVIGATION Traditionn ellement, la localisation d'un poin t à la surface de la Terre s'effectuait en se référant au Soleil, à la lune ou aux étoiles.

De nos jours, des constellations de satellites servent de grille de référence pour délivrer une localisatio n beaucoup plus rapide et précise : le GPS est couramment utilisé par les flottes marchandes , les transports aériens et routiers, et même les voitur es particulières .

Il sert aussi à synchroniser les ordinateurs connectés e n r ésea u.

C'est devenu au fil des ans un système tellement stratégique que les Européens ont décidé de s'affranchir du système militaire américain dont personne, et surtout pas le Pentagone ne peut garantir la continuité de service pour un usage civil.

L:Union Européenne a donc décidé de financer l'Agence Spatiale Européen ne pour développer GAlllEO , système d e localisation entièrement civil qui devrait être opérationnel en 2008 .

D'autres systèmes existent et permetten t de localiser des balises à la surface du globe.

ARGOS est un système français, développé avec l'aide de la NAS A et opérationnel depuis 1978.

les balises ARGOS sont suivies par satellites avec une précision de 300 rn environ.

En outre elles peuvent transmettr e des informations aux satellites comme la température de l'eau, de l'air, etc.

Elles sont beaucoup utilisées en océanographie pour l'étude des coura nts marins et pour le suivi d'animaux .

le système de détresse SARSAT-COPAS est techniquement dérivé du système ARGOS.

Il permet de repére r par satellites les signaux de détress e émis par les balise s et d'en déterminer la position avec une précis ion de 2 km environ.. »