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Le mouvement orbital

Changements de plans orbitaux

Des manoeuvres énergivores

1. Orbite basse circulaire

Afin qu'un satellite paraisse en position stationnaire sur une ligne longitudinale, au-dessus de la surface de la Terre, il doit être placé dans une orbite circulaire, dans un plan semblable au plan de l'équateur terrestre, à une altitude telle que sa période orbitale est de 24 heures exactement. On parle alors d'orbite géosynchrone.

Dans la plupart des cas, les satellites sont d'abord placés dans une orbite basse terrestre pour être ensuite déplacés dans une orbite géosynchrone à l'aide de manoeuvres effectuées par une série de petites mises à feu des moteurs-fusées, précisément chronométrées.

2. Première mise à feu

Lorsque le satellite a été stabilisé dans une orbite circulaire basse, on effectue une petite mise à feu (1) de manière à ce que la poussée du moteur fasse accélérer la navette dans une direction tangente à l'orbite du satellite et dans le sens de son mouvement.

Le point 1 s'appelle le point d'insertion, car c'est à cet endroit que le satellite est inséré dans la nouvelle orbite.

Cette mise à feu a pour but de modifier l'orbite du satellite, qui passera d'une orbite circulaire à une orbite elliptique dont l'apogée (le point le plus élevé) se trouve à une altitude convenable pour une orbite géosynchrone.

Le périgée (point le plus bas) dans la nouvelle orbite elliptique se trouve toujours au point d'insertion.

3. Deuxième mise à feu

L'étape suivante pour placer la navette dans une orbite géosynchrone consiste en une deuxième mise à feu au point 2, qui constitue l'apogée de l'orbite elliptique.

On procède donc à la mise à feu (2) de manière à ce que la poussée du moteur fasse accélérer le satellite dans une direction tangente à son orbite et dans le sens de son mouvement.

Si la même quantité d'énergie est appliquée au mouvement orbital du satellite, ce dernier entrera dans une nouvelle orbite parfaitement circulaire, d'une période orbitale de 24 heures exactement.

Cette orbite circulaire s'appelle orbite géosynchrone, car la période orbitale (24 h) du satellite est synchronisée à la période de rotation de la Terre (24 h).

4. Troisième mise à feu

Un satellite se trouvant dans une orbite géosynchrone ne semble pas nécessairement en vol stationnaire au-dessus d'un seul point géographique à la surface de la Terre, à moins que son plan orbital soit exactement le même que celui de l'équateur terrestre.

Pour changer le plan de l'orbite du satellite, il faut faire une troisième mise à feu.

Pour des raisons d'efficacité énergétique, les changements de plan orbital se font presque toujours à la distance orbitale la plus éloignée possible de la Terre. Les modifications du plan orbital (également appelées changements de l'inclinaison orbitale) sont extrêmement énergivores. Autrement dit, elles nécessitent une grande quantité de combustible.

À l'instar de toutes les manoeuvres orbitales, le point d'insertion de l'ancienne orbite devient un point dans la nouvelle orbite. En d'autres termes, le point d'insertion devient commun aux deux orbites, avant et après la mise à feu

Par conséquent, la troisième mise à feu se produit exactement au-dessus du point géographique sur l'équateur terrestre au-dessus duquel le satellite demeurera en orbite géosynchrone. Cette nouvelle orbite s'appelle une orbite géostationnaire.

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