satellite artificiel (suite)

Le développement des télécommunications spatiales conduit désormais de nombreux pays à vouloir se doter d’un réseau de satellites à l’usage exclusif de leurs liaisons intérieures. Outre l’U. R. S. S., le Canada (satellites « Anik »), les États-Unis (satellites « Westar », « Satcom » et « Comstar ») et l’Indonésie (satellite « Palapa ») disposent déjà de satellites de télécommunications « domestiques », tandis que l’Argentine, l’Australie, le Brésil, la Chine, l’Inde, l’Iran, le Japon, etc. envisagent d’en posséder, à leur tour, d’ici quelques années.

Les satellites météorologiques

Leur mission consiste à prendre des vues de la couverture nuageuse à l’aide de caméras de télévision et de les transmettre au sol à des stations de réception plus sommaires que celles qui sont destinées aux télécommunications.

Le premier programme de satellites météorologiques a été le programme américain « Tiros », dont le premier satellite a été placé sur orbite en avril 1960 et a été suivi de neuf autres exemplaires. D’un poids compris entre 120 et 140 kg, ces satellites étaient en orbite à 700 km d’altitude. La transmission des photos au sol s’effectuait à cadence lente, le temps d’exploration des caméras de télévision étant lui-même très long. Conçus dans un but expérimental, les « Tiros » furent suivis des satellites « Nimbus », véritablement opérationnels. Par rapport aux « Tiros », ces derniers disposent de radiomètres infrarouges qui leur permettent de prendre des photos de nuages de nuit et de mesurer l’albédo terrestre. Enfin, les plus récents peuvent déterminer la hauteur des nuages, la quantité de vapeur d’eau aux différentes altitudes et la répartition de l’ozone dans les hautes couches de l’atmosphère.

Pour remplir leur mission, les satellites météorologiques réclament une stabilisation parfaite par rapport à la Terre ; cette stabilisation est dite trois axes, c’est-à-dire que le satellite conserve une attitude rigoureusement constante par rapport à la Terre ; elle est obtenue à l’aide de détecteurs et de systèmes à jets de gaz et à volants d’inertie.

Certains « Nimbus » ont également été équipés d’un dispositif de stabilisation à gradient de pesanteur, qui présente l’avantage de ne pas consommer d’énergie interne et, par là même, d’avoir une durée de fonctionnement pratiquement illimitée.

Enfin, les satellites météorologiques sont placés sur des orbites quasi polaires, afin de survoler la totalité de la surface du globe, qu’ils photographient deux fois par jour.

Une autre façon d’utiliser des satellites à des fins météorologiques consiste à les placer sur une orbite basse et à leur faire interroger au cours de leur révolution des ballons porteurs de sondes de température, de pression, de vitesse des vents, etc. L’ensemble des résultats est alors retransmis à toutes les stations au sol. Tel est le sens du programme « Éole » réalisé en 1971-1972 par le Centre national d’études spatiales et qui visait à une connaissance de la circulation atmosphérique dans l’hémisphère Sud. Les ballons plafonnaient à une altitude constante de 14 000 m ; quant au satellite lancé par une fusée américaine « Scout », il évoluait sur une orbite ayant un apogée de 903 km et un périgée de 678 km, inclinée à 50° sur l’équateur. Outre les indications des instruments de mesure portés par les ballons, il déterminait la position exacte des ballons et la vitesse de dérivation de ces derniers par utilisation de l’effet Doppler.

L’emploi des satellites de météorologie fait maintenant partie des techniques courantes et a permis d’améliorer considérablement la valeur des prévisions, notamment en ce qui concerne la détection des ouragans.

Les satellites géodésiques

Une fois l’orbite d’un satellite déterminée, on peut connaître à chaque instant la position exacte du satellite, qui peut alors servir de point de référence pour des mesures de triangulation à partir du sol, c’est-à-dire pour déterminer les positions relatives de différents points de la surface terrestre. De telles opérations consistent à viser exactement au même instant le satellite à partir de deux points de la Terre et à mesurer les distances séparant ces points du satellite et les angles sous lesquels celui-ci est vu. Pour les visées du satellite, on a utilisé soit l’émission, à bord de ce dernier, d’éclairs lumineux très intenses, soit l’émission, depuis le sol, d’un pinceau laser qui est réfléchi par des cataphotes portés par le satellite et réceptionné par les stations au sol.

Un certain nombre de satellites géodésiques ont déjà été mis sur orbite, dont les premiers « Diadème » et « Diapason », lancés par le lanceur « Diamant ». Aux États-Unis figurent également les satellites de la série « Geos ». Ces satellites ont permis une détermination plus précise de la forme et de la masse de la Terre ainsi qu’une meilleure connaissance des variations du champ gravitationnel.

Les satellites astronomiques

Les observations astronomiques faites à partir de la surface terrestre présentent l’inconvénient d’être perturbées par la présence de l’atmosphère, qui absorbe une partie des rayonnements en provenance des astres. D’où l’intérêt d’effectuer les observations à partir d’un satellite dont l’orbite soit en dehors de l’atmosphère. C’est dans cet esprit que furent réalisés les satellites « OAO » américains (Orbiting Astronomical Observatory) équipés de télescopes, dont les missions couvrent l’étude des étoiles et des nébuleuses, notamment dans le domaine ultraviolet. Dans la même classe figurent encore : les « SAS » (Small Astronomy Satellite) qui étudient les sources célestes de rayons X et γ ; les « OSO », satellites d’observation du Soleil, travaillant plus particulièrement dans l’ultraviolet et le domaine du rayonnement X ; les « HEOS », développés par l’European Space Research Organization (ESRO), qui sont aussi des satellites d’observation du Soleil, mais qui gravitent sur une orbite de très grande excentricité, dont l’apogée se situe à 250 000 km de la Terre ; « TD-1 » et « COS-B », satellites également développés par l’European Space Research Organization (remplacée en 1975 par l’Agence spatiale européenne). Tous ces satellites ont déjà considérablement fait progresser nos connaissances d’astrophysique.