satellite artificiel (suite)

• Satellites « Écho » (1960). Premiers essais effectués en 1960 par la NASA, ces satellites étaient des ballons aluminisés de 30 à 40 m de diamètre, placés sur orbites quasi circulaires, à 1 600 km environ d’altitude. Irradiés par une source au sol, ils réfléchissaient simplement, et sans direction privilégiée, l’énergie reçue. Le sol terrestre n’en récupérait qu’une très faible partie ; d’où des puissances d’émission énormes (10 kW sur une fréquence de l’ordre de 1 000 à 2 500 MHz), des antennes de dimensions importantes et une capacité d’information très réduite (une seule voie téléphonique bilatérale). Enfin, le déplacement du satellite dans l’espace rendait obligatoire le déplacement correspondant des antennes au sol, ce qui, en raison de leur masse, posait de nombreuses difficultés mécaniques.

• Satellites « Telstar » (1963-1965). Un premier progrès fut réalisé en dotant le satellite d’antennes de réception et d’émission pointées vers le sol ainsi que d’un équipement local amplificateur. Les fréquences utilisées étaient de l’ordre de 6 000 MHz. Le satellite étant placé sur orbite entre 900 km (périgée) et 5 500 km (apogée), les servitudes mécaniques au sol ont subsisté, mais la capacité de transmission s’est trouvée considérablement accrue. C’est ainsi que fut réalisée la première liaison intercontinentale entre les États-Unis (Andover) et l’Europe (en France, Pleumeur-Bodou). Les antennes émettrices et réceptrices sont encore de grand diamètre. La recherche d’une qualité jointe à une capacité de transmission suffisante nécessite l’utilisation de puissances d’émission élevées et d’équipements de réception à faible bruit (maser ou amplificateur paramétrique). La durée pendant laquelle le satellite est visible à la fois par la station d’émission et par la station de réception est courte, de l’ordre de 20 à 30 mn. Le satellite balayant l’horizon, les antennes qui le suivent sont encore astreintes à de grands déplacements en site et en azimut. L’antenne PB 1 de Pleumeur-Bodou pèse 300 t. Constituée d’un cornet de 42 m de long et de 20 m d’ouverture, elle est recouverte d’un radôme sphérique, transparent aux ondes électromagnétiques, de 64 m de diamètre, afin de la protéger du vent et des intempéries. Lors de la « levée » du satellite à l’horizon, les phénomènes de réfraction atmosphérique rendent l’acquisition délicate malgré l’existence de dispositifs automatiques de poursuite.

Les satellites « Relay » appartiennent à cette génération.

• Satellite « Early Bird » (1965-1969). Un grand pas devait être franchi avec le satellite géostationnaire « Early Bird ». Avec des satellites à défilement (déplacements relatifs dans le ciel), seul un grand nombre de satellites se suivant régulièrement peut résoudre le problème de la permanence du service, ce qui ne peut aller sans de très grandes complications. Avec le satellite « Early Bird », le problème de la permanence du service est résolu ; le satellite apparaît quasiment fixe dans le ciel. Mais il doit obligatoirement être placé sur une orbite circulaire équatoriale à 36 000 km de la Terre. Les conséquences qui en résultent sont capitales : d’une part, le service peut être assuré de façon permanente ; d’autre part, les équipements au sol n’ont qu’à suivre le satellite dans un angle solide de quelques degrés (le satellite décrit en effet une double boucle en forme de huit autour de sa position centrale) ; d’où un allégement mécanique considérable des dispositifs de pointage. En revanche, l’accroissement de la distance pose de nouveaux problèmes au plan du rapport signal/bruit (le signal est plus faible) et du temps de transmission. Néanmoins, la capacité atteint 240 circuits téléphoniques.

• Réseau « Intelsat » (1969-1976). Sur les bases précédentes a été mis en place le réseau de satellites géostationnaires « Intelsat ». Le réseau « Intelsat IV » couvre la Terre à l’aide de sept satellites équatoriaux stationnaires au-dessus de l’Atlantique, de l’océan Indien et du Pacifique. Les fréquences porteuses sont de l’ordre de 4 et de 6 MHz. Les amplificateurs embarqués sont alimentés par des batteries de piles solaires auto-orientables ; les dispositifs rayonnants le sont aussi. Enfin, pour assurer au véhicule spatial une certaine stabilité, celui-ci est soumis à un mouvement de rotation.

La technique de transmission s’apparente très fortement à celle des faisceaux hertziens, et les mêmes impératifs apparaissent : puissance d’émission élevée et gain important des dispositifs rayonnants obtenus par emploi d’ondes électromagnétiques à hyperfréquences et d’antennes au sol à grande surface (de 5 à 30 m de diamètre), relais du type à double changement de fréquence et à tubes à ondes progressives, etc. Actuellement, la capacité de transmission des satellites de la série « Intelsat IV » peut atteindre plusieurs milliers de communications téléphoniques simultanées et permanentes ainsi que plusieurs programmes de télévision.

La technique de l’exploitation s’est aussi considérablement développée. Un mode d’exploitation actuel est connu sous le nom d’exploitation à accès multiple, qui met en œuvre les principes de multiplexage en fréquence ou temporel. Ce procédé permet d’établir en permanence d’un point à un autre de véritables circuits géographiquement spécialisés. L’U. R. S. S., de son coté, a développé un important programme de satellites de télécommunications. Elle dispose aujourd’hui de plusieurs dizaines d’engins « Molniya » qui, placés sur des orbites inclinées à 65° sur l’équateur, dont l’apogée se situe vers 40 000 km et le périgée entre 450 et 500 km, ont des périodes de révolution voisines de 12 heures. Parmi ceux-ci, les « Molniya I », dont le premier exemplaire a été placé sur orbite le 23 avril 1965, assurent le fonctionnement du réseau national soviétique de télécommunications spatiales « Orbita ». Plus puissants et dotés d’antennes très directives, les « Molniya II » sont utilisés sur le réseau « Interspoutnik », créé en 1971, qui regroupe, outre l’U. R. S. S., la Bulgarie, Cuba, la Hongrie, la Mongolie extérieure, la Pologne, la R. D. A., la Roumanie et la Tchécoslovaquie. Mais l’U. R. S. S. met également sur pied aujourd’hui un réseau de satellites géostationnaires, dont le premier spécimen « Radouga 1 » a été placé sur orbite le 22 décembre 1975. Plus modeste, le programme franco-allemand « Symphonie » s’est concrétisé en 1974 et 1975 par le lancement sur orbite géostationnaire de deux satellites de 224 kg, postés par 11° 5′ de longitude O.