Orbite géostationnaire

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Point géostationnaire en vert sur l'orbite vis-à-vis un point brun sur la Terre L'orbite géostationnaire, abrégée GEO (geostationary orbit), parfois appelée orbite de Clarke, est une orbite située à 35 786 km d'altitude au-dessus de l'équateur de la Terre, dans le plan équatorial et d'une excentricité orbitale nulle. C'est un cas particulier de l'orbite géosynchrone. NB : la notion d'orbite "géostationnaire" n'existe pas ; c'est le
Orbite géostationnaire

Point géostationnaire en vert sur l'orbite vis-à-vis un point brun sur la Terre L'orbite géostationnaire, abrégée GEO (geostationary orbit), parfois appelée orbite de Clarke, est une orbite située à 35 786 km d'altitude au-dessus de l'équateur de la Terre, dans le plan équatorial et d'une excentricité orbitale nulle. C'est un cas particulier de l'orbite géosynchrone. NB : la notion d'orbite "géostationnaire" n'existe pas ; c'est le satellite qui est géostationnaire.

Particularité

Sa caractéristique est qu'un corps se trouvant sur cette orbite possède une période de révolution très exactement égale à la période de rotation de la Terre sur elle-même, soit 23h 56m 4.1s (c'est la caractéristique de l'orbite géosynchrone), et paraît immobile par rapport à tout point à la surface de la Terre. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les satellites de télécommunications ou bien de diffusion de télévision. La position du satellite semblant immobile, un équipement de réception muni d'une antenne fixe pointant dans la direction du satellite géostationnaire suffira pour capter ses émissions. Pour la couverture de l'Europe, c'est principalement Eutelsat qui assure cette mission avec de nombreux satellites en orbite. Cette orbite est également utilisée pour l'observation de la Terre depuis une position fixe dans l'espace. C'est le cas pour les satellites météorologiques géostationnaires, dont les Meteosat pour l'Europe. Les satellites géostationnaires sont nécessairement situés à la verticale ou au zénith d'un point de l'équateur ou, en d'autres termes, situés dans le plan équatorial de la Terre. On entend parfois parler abusivement de « satellite géostationnaire au-dessus de l'Europe » : il faut entendre par là satellite en orbite géostationnaire visible depuis l'Europe. Mais le satellite ne va pas rester stablement à cette position et dérivera sous l'influence de plusieurs effets - dont les irrégularités gravitationnelles et du potentiel géodynamique de la Terre, la pression de radiation solaire, etc - vers une position dite "cimetière" située vers 75 °E. Le maintien en position géostationnaire nécessite donc des manoeuvres de correction d'orbite en Nord-Sud et en Est-Ouest, consommant des ergols, leur épuisement étant la cause principale de fin de vie du satellite. Il résulte de la remarque précédente, que l'orbite géostationnaire est une construction humaine artificielle et qu'aucun corps céleste (astéroïde, ...) ne peut s'y trouver.

Rejoindre l'orbite géostationnaire

Le placement d'un satellite en orbite géostationnaire est une opération complexe qui peut prendre plusieurs semaines. Au départ, le satellite est sur une orbite de transfert géostationnaire. ;à compléter

Calcul de l'altitude de l'orbite géostationnaire

Boîte déroulante| titre = Calcul de l'altitude de l'orbite géostationnaire| contenu = Seconde loi de Newton : F=m \times a\, Mouvement circulaire uniforme : a= \frac Loi de la gravitation universelle : F=G \times M \left (\frac\right ) avec :
- G\, est la constante de la gravitation universelle G=6, 67.10^\ N.m^2.kg^\,
- M_T\, est la masse de la Terre M_T = 5, 9736.10^\ kg\,
- m_s\, est la masse du satellite
- R_T\, est le rayon de la Terre R_T=6378, 14\ km\, à l'équateur
- h\, est l'altitude du satellite
- R=R_T+h\,
- v\, est la vitesse linéaire du satellite d'où G \left ( \fracM_T \times m_s \right )=m_s \left ( \frac \right ) La vitesse, pour une trajectoire circulaire est : v= \frac2\pi(R_T+h) où T\, est la période du mouvement, c’est-à-dire le temps que doit mettre le satellite pour faire un tour autour de la Terre. T=23, 93419\times 3600\ s\, Après calcul on obtient : h= \left (\fracG \times M_T \times T^24\pi^2 \right )^\frac-R_T soit h=35784\ km\,

Calcul de la vitesse du satellite

Boîte déroulante| titre = Calcul de la vitesse du satellite| contenu = À partir de la seconde loi de Newton et de la loi de la gravitation universelle on peut écrire : \left (\fracm_s \times v^2 \right )=G \fracM_T \times m_s d'où v^2=G\left (\frac \right ) Pour h=35784\ km\, on obtient : v=3, 074\ km.s^ Autre méthode de calcul : V = (2πR)/ T ou R est la distance du centre de la Terre au satellite (en mètres), soit: R = rayon de la Terre Rt + altitude du satellite h R = Rt + h et T est la période des satellites geostationnaires soit 86 164 s V= (2π x 4, 2162x10^7) / 86164 = 3074m/s

Voir aussi

- Orbite
- Orbite de transfert géostationnaire
- Système de commande d'attitude et d'orbite Catégorie:Mécanique céleste Geostationnaire ca:Òrbita geostacionària cs:Geostacionární dráha da:Geostationære bane en:Geostationary orbit es:Órbita geoestacionaria fi:Geostationaarinen rata he:מסלול גאוסטציונרי it:Orbita geostazionaria ja:静止軌道 ka:გეოსტაციონარული ორბიტა ko:정지 궤도 lv:Ģeostacionārā orbīta nl:Geostationaire baan nn:Geostasjonær bane no:Geostasjonær bane pl:Orbita geostacjonarna pt:Órbita geoestacionária ru:Геостационарная орбита sv:Geostationär omloppsbana vi:Quỹ đạo địa tĩnh
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