Orbitographie

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Orbitographie

Pour permettre l'observation de la Terre par satellite, celui-ci doit être placé sur une orbite autour de la Terre, orbite qui sera définie en fonction de ce que l'on veut observer et de la manière dont on veut l'observer.
Lors du lancement, le satellite doit avoir une vitesse suffisante pour atteindre la bonne orbite autour de la Terre et pour la maintenir. Si sa vitesse diminue, il tournera sur une orbite en forme de spirale, se rapprochant toujours de plus en plus de la Terre jusqu'à finir par y retomber. Si la vitesse est trop élevée, c'est l'inverse qui se produit : le satellite s'éloigne en spirale de plus en plus de la Terre et échappe finalement à l'attraction terrestre. C'est cette technique qui est appliquée lors du lancement de sondes spatiales destinées à étudier d'autres planètes ou le soleil.

L'inclinaison (ou angle orbital) est l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de l'équateur. Cet angle détermine quelle région de la Terre sera observée par le capteur à bord du satellite. Un satellite avec une inclinaison de 50° couvre uniquement une région d'observation entre 50° de latitude N et 50° de latitude S. Si l'on désire donc observer toute la Terre avec un seul satellite, celui-ci doit avoir une inclinaison de 90°.

Selon le type d'orbite , on parle de satellite géostationnaire, polaire, direct ou rétrograde.
Un satellite géostationnaire est un satellite qui se trouve toujours au-dessus du même point de la Terre. Le satellite doit pour cela tourner sur une orbite circulaire et à la même vitesse que la vitesse de rotation de la Terre, ce qui se fait dans le plan de l'équateur à une distance de 35890 km environ de la Terre. Le temps de révolution de ces satellites est le même que celui de la Terre, càd 24 heures. Les satellites de télécommunications sont le plus souvent géostationnaires

Un satellite géostationnaire orbite à une altitude de 36 000 km. Sa vitesse de rotation étant identique à celle de la Terre, il se trouve toujours au-dessus du même point sur la Terre et fournit presque en continu une image d'une zone donnée de la Terre.

D'autres satellites ont une position variable par rapport à la Terre. Le plan de leur orbite fait un angle avec le plan de l'équateur. Ils peuvent se déplacer sur une orbite polaire (par-dessus les pôles), directe (inclinaison entre 0 et 90°, d'où déplacement vers l'est) ou rétrograde (inclinaison entre 90 et 180°, d'où déplacement vers l'ouest). Le satellite SPOT est un exemple de satellite à orbite polaire. Une révolution de SPOT dure 101 minutes, ce qui veut dire qu'il croisera la même latitude toutes les 101 minutes. La rotation de la Terre sur elle-même d'ouest en est implique que plusieurs jours se passent avant que le satellite ne survole à nouveau le même point. Pour SPOT, il faudra 370 révolutions x 101 minutes = 26 jours. De plus, son orbite est calculée de manière à ce qu'il survole une même région toujours vers la même heure: SPOT survole toujours la Belgique vers 11.00 heures.

Un satellite polaire orbite à une altitude allant de 450 à 1000 km au-dessus de la Terre et suit une trajectoire passant par les pôles. La Terre tournant sur elle-même d'ouest en est, le satellite peut donc prendre la totalité de la Terre en image après un certain nombre de révolutions.

Un satellite héliosynchrone est un satellite dont le plan orbital et la ligne Terre-Soleil forme toujours un angle constant. Pour ce faire, il faut repousser chaque jour l'orbite du satellite vers l'est de 1° environ (=360°/365,25). De cette manière, le satellite survolera exactement le même point au bout d'un an, puisque l'effet de la révolution de la Terre autour du Soleil est compensé.

Ces caractéristiques permettent la comparaison d'images prises à un an d'intervalle dans les mêmes conditions d'illumination.