CONCLUSION PARTIELLE
A ces jours, le satellite représente une grande
réussite dans la technologie, il a révolutionné les
applications et en a introduit les nouvelles pour lesquelles il est
indispensable. Son fonctionnement se résume d'une part, en
réception de signaux de stations terrestres, l'amplification et la
transmission de ces derniers à des stations réceptrices en
utilisant une autre longueur d'onde, ainsi des programmes de
télévision, les communications téléphoniques, les
données numériques peuvent être ainsi relayées
à l'échelle planétaire,
Et d'autre part, récolter les données à
l'aide de capteurs et radar puis les acheminer dans des centres
d'études, permettant ainsi la détection, l'observation, la
localisation, etc. Des applications dont seuls les satellites sont les plus
aptes et les plus préférables. En ce qui concerne la transmission
de données, le satellite n'a pas des concurrents.
Nous allons nous intéresser au chapitre suivant,
à l'expansion de technologies
spatiales.
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CHAPITRE IV : L'EXPANSION DE LA TECHNOLOGIE
SPATIALE
CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
PREAMBULE
Le domaine spatial exige une étude très
approfondie car différemment de l'atmosphère, l'espace n'est pas
très accueillante avec nos conditions terrestres, il était donc
inévitable de mettre au point des techniques et des moyens pour faire
face aux contraintes en milieu extraterrestre, de l'objet (engin) à
l'humain envoyés en espace, des contraintes se présentaient de
plus en plus complexes, ces dernières ne sont pas restées toutes
insurmontables. Jusqu'à ces jours, les recherches vont de succès
en succès et l'avenir est encore très prometteur dans le domaine
spatial.
Cependant, les découvertes et invention dans les
recherches spatiales ne sont pas restées sans impact aux autres
domaines, ces derniers ont étés influencés et ont vite
adoptés certaines technologie de l'espace pour associer à leurs
applications. Nous allons présenter brièvement dans cette partie
l'expansion des technologies spatiales et leurs usages dans d'autres
disciplines.
IV.1 PRESENTATION DE LA TECHNOLOGIE VSAT
Avant de commencer la présentation de ce
système, il faut savoir que le VSAT n'est pas une technologie
normalisée mais plutôt un concept. En effet, chaque constructeur a
sa propre manière d'implémenter le système. Même si
tous les systèmes fonctionnent sur le même principe, la plupart
des détails techniques et des définitions de protocoles
utilisés sont bien gardés par chaque constructeur.
IV.1.1 Organisation du système
satellite
Le VSAT est un système qui repose sur le principe d'un
site principal (le hub) et d'une multitude de points distants (les stations
VSAT). Le hub est le point le plus important du réseau, c'est par lui
que transitent toutes les données qui circulent sur le réseau. De
part son importance, sa structure est conséquente : une antenne entre 5
et 7 mètres de diamètre, plusieurs baies remplies d'appareils et
un prix unitaire d'environ 1 million d'euros. C'est aussi lui qui gère
tous les accès à la bande passante.
Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de
ressources au réseau. Dans la mesure où tout est
géré par le hub, les points distants ne prennent aucune
décision sur le réseau ce qui a permis de réaliser des
matériels relativement petits et surtout peu coûteux. Dans la
plupart des cas, une antenne d'environ 1 mètre permet d'assurer un
débit de plusieurs centaines de Kb/s. Une station VSAT n'est donc pas un
investissement important et l'implantation d'un nouveau point dans le
réseau ne demande quasiment aucune modification du réseau
existant. Ainsi une nouvelle station peut être implantée en
quelques heures et ne nécessite pas de gros moyens. (Il suffit d'un
technicien spécialisé).
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
Figure 4.1 Illustration d'un réseau satellite
IV.1.2 Gestion de la bande passante
Dans le cas des liaisons par satellites, la gestion de la
bande passante est un élément très important car ce
média est encore relativement cher. Si l'on loue un segment de 2 Mhz et
que l'on se rend compte qu'en moyenne on ne consomme que 1 Mhz et bien on
gaspille de la bande et par conséquent, on perd de l'argent. Certains
types de liaisons comme les liaisons point(s) à point(s) sont des
systèmes où l'on ne peut gérer la bande correctement. Mais
ce n'est pas le cas du VSAT. Comme seul le point central gère
l'accès au segment satellite, il est capable d'optimiser la gestion de
la bande par un système de doubles multiplexages temporels et
fréquentiel.
Voici un schéma qui représente un segment
spatial divisé en différents canaux. La taille des canaux est
fixée selon les débits qui sont désirés sur les
stations VSAT :
Figure 4.2 Fonctionnement d'accès à la bande
passante
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
Dans le schéma ci-dessus, il y a huit canaux. Le
dernier canal est un canal de signalisation qui permet aux stations de demander
un canal d'un hub pour envoyer des données et qui permet un hub de dire
aux stations sur quel canal écouter pour recevoir des données. La
gestion de la bande est propriétaire à chaque constructeur et
chacun se garde bien de présenter sa méthode pour l'optimisation
de la bande.
Le principe global est le suivant : lorsqu'une station veut
avoir accès à une ressource, par exemple une requête sur
une base de données se trouvant sur le site central, elle envoie une
requête au Hub pour que celui-ci lui donne un canal pour envoyer les
données. Et lorsque la base renvoie la réponse, le hub envoie un
message à la station pour lui dire de prendre tel canal pour recevoir
les données. Selon le débit défini, un point peut avoir
accès à plusieurs canaux en même temps (multiplexage
fréquentiel).
Comme on peut voir sur le schéma, un canal peut
être partagé par plusieurs stations (multiplexage temporel). Comme
l'adresse de destination figure dans le paquet, chaque station sait si les
données qu'elle reçoit lui sont destinées ou pas (comme
avec un hub sur un réseau Ethernet). Ce système permet ainsi une
forte optimisation de la bande passante ce qui réduit le coût du
segment spatial à louer.
IV.1.3 Les applications
VSAT est un système qui est prévu pour mettre en
place des réseaux de données. Mais depuis son apparition dans les
années 80, des améliorations ont été
apportées au système et les constructeurs ont réussi
à augmenter considérablement le nombre d'applications possible
avec un réseau de ce type. Les terminaux VSAT possèdent des Slots
permettant d'accueillir des cartes de différentes natures :
? Cartes réseaux : X25, FR, ATM,
Ethernet, ...
? Cartes multimédia :
Visioconférence, Streaming vidéo
? Cartes de communication : lignes
analogiques, lignes numériques, ports séries
Grâce à toutes ces cartes, un réseau VSAT
n'est plus seulement un réseau de données, mais il peut devenir
un réseau téléphonique, un réseau de diffusion
vidéo. Ces différentes technologies peuvent fonctionner en
même temps ce qui accroît encore la modularité du
système. Voici un exemple possible de topologie VSAT utilisant
différentes fonctionnalités fournies par le système :
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CHAPITRE IV
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EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
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Figure 4.3 La topologie VSAT
IV.1.2 Le choix de la technologie VSAT
La technologie VSAT permet de mettre en place des
réseaux multi technologies à très grande échelle.
Mais dans la mesure où cette technologie a un prix relativement
élevé, elle est réservée aux grandes
entreprises.
Lorsqu'une entreprise veut déployer un réseau,
les premières questions qu'elle doit se poser sont : combien de points
à connecter et où se situe chacun de points. Dans un pays comme
la France, le réseau filaire est très développé,
par conséquent, le prix d'une liaison loué est relativement
abordable. Mais dans des pays qui ont une très grande superficie ou dans
lequel le réseau filaire est peu développé, un
système comme la VSAT peut être une solution judicieuse car la
position géographique n'a plus guère d'importance, il faut juste
voir le ciel.
Le nombre de points à connecter est lui aussi un
facteur déterminant dans le choix de la technologie à utiliser.
Avec un réseau de type filaire, il doit y avoir une LS par point vers le
site central. Si le réseau comporte 200 points cela fait 200 routeurs
pour connecter les LS au site principal. Le choix est vite pris lorsqu'il y a
5000 points à connecter.
En plus du réseau de données, la VSAT permet de
mettre en place un réseau téléphonique. Grâce
à ce système, toutes les communications internes à
l'entreprise, quel que soit le lieu du site et vers n'importe quel autre site
deviennent presque gratuites puisque qu'elles sont absorbées par le
réseau VSAT.
IV.1.5 Les avantages de la technologie VSAT
? La VSAT est un système qui permet de connectés
10 000 points simultanément au réseau. Cette technologie permet
aux grands groupes de mettre en place un global intranet sur plusieurs
continents totalement privé sans avoir à traiter avec les
opérateurs de chacun des pays dans lequel le groupe est
implanté.
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
L'évolutivité est aussi un des gros avantages de
ce système. En effet, connecter un nouveau point, ne demande pas de gros
moyens techniques et financiers. En moyenne, une station VSAT coûte dans
les 4 000 € et il ne faut pas plus de quelques heures à un
technicien pour mettre en place la connexion. Ce système permet
également d'installer une station sur une unité mobile ; une fois
que le modem VSAT est configuré, il faut juste pointer l'antenne dans la
bonne direction.
· Comme il a déjà été dit,
le hub est le point central de tout le réseau, et en assure la gestion
complète. Ceci permet donc de gérer et superviser l'ensemble du
réseau d'un seul et même point.
· Dans la mesure où toutes les connexions sont du
même type, on se retrouve avec un réseau homogène. Ceci
permet d'utiliser toujours le même type de matériel et ainsi de
n'avoir que peu de pièces de rechange et d'être sûr d'avoir
les bonnes pièces ce qui n'est généralement pas le cas
avec les réseaux filaires.
· Le fait d'utiliser un satellite géostationnaire
pour la couverture permet d'avoir une large couverture (en moyenne presque un
hémisphère). Ceci rend possible la création d'un
réseau global intranet à une échelle intercontinentale
très rapidement.
IV.1.6 Les inconvénients
· Le principal inconvénient du VSAT est son prix.
En effet, le hub qui est l'élément central du réseau
impose un investissement de base important : environ 1 M€. Cette
barrière financière relativement importante limite l'accès
à la technologie. En effet, actuellement seul de gros groupes peuvent
investir de telles sommes en un seul coup.
· La couverture d'un satellite géostationnaire
à quelques exceptions près est fixe. Ceci veut dire que lorsqu'on
a choisi un satellite, si une zone où un point doit être
connecté prochainement n'est pas couverte, elle ne le sera jamais avec
ce satellite. Alors que les réseaux filaires évoluent
régulièrement ce qui laisse possible l'expansion d'un
réseau dans des zones qui actuellement ne sont pas desservies.
· Le fait que toutes les communications passent par le
hub veut dire que si le hub tombe en panne tout le réseau est
paralysé et plus une communication ne peut se faire. Pour palier
à cet inconvénient, le hub a été conçu avec
des matériels séparés pour que le système continue
à fonctionner même si un équipement tombe en panne.
IV.1.7 L'étude préliminaire
Comme il l'a été démontré
précédemment, la technologie VSAT permet de mettre en place
différents réseaux : de données,
téléphoniques, vidéos. Comme ces réseaux peuvent
fonctionner en même temps, il faut bien prévoir tous les
équipements nécessaires pour permettre l'utilisation des
différents réseaux.
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
L'investissement étant relativement important au
départ, l'étude préliminaire ne doit oublier aucun
paramètre afin de rentabiliser au maximum le système une fois
qu'il sera en production.
IV.1.8 La VSAT actuellement
La technologie VSAT est apparue il y a une vingtaine
d'années. Au fur et à mesure des années, le système
a été amélioré et sa démocratisation a
permis de faire baisser les prix des matériels.
Aujourd'hui, certains opérateurs et fournisseur
d'accès on fait l'acquisition de hubs et louent des accès pour
que des entreprises qui n'ont pas les moyens de posséder leur propre
hub. Ceci permet à des petites entreprises d'interconnecter plusieurs
points pour un coût équivalent à un système filaire.
Certains fournisseurs d'accès proposent des accès Internet pour
les particuliers. Les débits et les tarifs sont équivalant
à des systèmes filaires comme les connexions câble et
XDSL.
IV.2 LES TRANSFERTS DE TECHNOLOGIES
S'il est par excellence un secteur d'activités
industrielles où l'innovation est le maître mot, c'est bien le
secteur spatial. L'Espace est bel et bien le lieu d'expression de la
matière grise. Rien d'étonnant à ce que le
développement de systèmes spatiaux se traduise par
l'avènement de nouvelles technologies, de produits et de services de
grande qualité et qui si, certes, ne sont pas des plus nombreux, ont une
haute valeur ajoutée.
Au temps des pionniers, tout était à inventer.
Il fallait bien sûr imaginer, mettre au point, concevoir, qualifier un
ensemble de technologies performantes pour un nouveau monde : des
systèmes de propulsion performants et fiables pour s'affranchir de
l'attraction terrestre, des vaisseaux à l'épreuve de terribles
accélérations et d'incroyables écarts de
températures, des satellites et des charges utiles aptes à
fonctionner dans un environnement extrême baignant dans une
microgravité permanente...
Mais à chaque fois, on retrouvait et on retrouve
toujours au cahier des charges, diverses contraintes : celle de la
fiabilité du système tout d'abord. Il est en effet difficile
d'aller réparer un satellite une fois celui-ci placé en orbite.
Celle du poids ensuite, du fait des coûts de lancement
élevés et des limites de puissance du lanceur.
Performance, fiabilité et chasse aux kilos superflus :
les concepteurs d'engins spatiaux ont toujours en tête cette triple
contrainte. Un leitmotiv qui a poussé les chercheurs et l'industrie
à concevoir sans cesse de nouveaux matériaux, de nouveaux
systèmes.
D'autres techniques proviennent des vols habités. Pour
eux s'ajoutent d'autres contraintes liées au effet sur l'organisme du
milieu spatial - l'impesanteur et le niveau élevé de radiations.
Les effets de l'impesanteur se font surtout ressentir au niveau des muscles
(atrophie), des os (décalcification) et du système sanguin
(afflux de sang à la tête...). Des « remèdes »
ont donc dû être élaborés pour contrer ces
problèmes.
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
Développées à coup d'investissements
importants, ces techniques spatiales trouvent aujourd'hui une nouvelle vie.
IV.2.1 Les applications des vols
habités
La Station spatiale internationale (ISS) a d'abord
été créée dans un but scientifique. Les
applications des vols habités touchent donc essentiellement les domaines
des sciences fondamentales de la chimie, de la physique et de la biologie qui
ont besoin de l'impesanteur pour effectuer certaines expériences. Ces
dernières sont préparées sur Terre et effectuées
dans l'Espace. Les scientifiques interprètent alors les résultats
de ces expériences. Ainsi, grâce à l'impesanteur, des
échantillons de cristaux plus purs ont pu être produits. Ces
cristaux sont semi-conducteurs ou supraconducteurs et ont des applications dans
de multiples domaines de l'électronique (grâce à eux, plus
de données peuvent être envoyées en même temps).
Toutefois, il faut préciser que l'ISS n'est pas une usine spatiale et
que donc les produits élaborés ne sont pas commercialisés,
ni même commercialisables à cause de leur prix.
Si l'ISS aide aujourd'hui principalement les sciences
fondamentales, il n'en reste pas moins que certaines technologies
développées pour aider les astronautes à affronter
l'environnement spatial sont parfois aujourd'hui utilisées ailleurs. Par
exemple, les couches culottes jetables ont été inventées
pour les premiers spationautes, qui avaient besoin de matériaux
absorbants à l'intérieur de leur combinaison... Plus
sérieusement, les mesures prises pour permettre aux spationautes
d'évoluer dans un milieu hostile profitent aujourd'hui aux pompiers.
Dans un autre domaine, les travaux réalisés pour assurer la
protection des spationautes contre l'intoxication alimentaire ont permis
d'aller plus loin dans le conditionnement et l'hygiène des aliments. La
technologie spatiale d'abord conçue pour stériliser l'eau
grâce à deux électrodes lors des missions spatiales de
longues durées est aujourd'hui utilisée dans certaines piscines
pour éviter l'utilisation du chlore. Une autre application qui peut
sauver des vies et qui trouve son origine dans le cadre du programme Apollo est
le radeau de secours qui peut se gonfler en 12 secondes.
Les vols habités trouvent surtout des applications
dans le domaine de la médecine. Comme dit dans l'introduction, plusieurs
remèdes et techniques ont été développés
pour contrer les effets indésirables du « mal de l'Espace ».
Ainsi, la téléassistance ou télétraitement,
nés pour les besoins du vol spatial, servent à la surveillance et
au soin de personnes à mobilité réduite ou vivant dans des
lieux isolés. Cette technique est surtout utilisée aux
États-Unis. Comme la télésurveillance, le holter a
été développé pour pouvoir suivre le rythme
cardiaque des astronautes pendant le vol. Cet électrocardiogramme
équipe aujourd'hui tous les cabinets de cardiologie. Pour faire face au
phénomène de décalcification des os, des techniques
d'évaluation de la densité osseuse ont contribué au
développement d'instruments utilisés pour étudier
l'ostéoporose. Toujours dans les techniques importées des vols
habités, des appareils robotiques d'aide aux astronautes sont
aujourd'hui utilisés pour aider les handicapés. Une
dernière découverte dans l'étude des échanges
gazeux dans les poumons lors de long séjour dans l'Espace par le
professeur Païva, physicien à la faculté de
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
médecine à l'hôpital Erasme de l'ULB, a
permis l'élaboration de vêtements spéciaux (dont le nom est
Mamagoose) pour lutter contre la mort subite du nourrisson.
IV.2.2 Applications diverses
Outre les applications des vols habités, nous allons
voir maintenant un aperçu de technologies et de matériaux
transférés de la recherche spatiale vers d'autres domaines,
classés dans « divers » parce qu'ils sont très
hétéroclites et il est par conséquent impossible
d'opérer une classification logique. Il ne s'agit ici nullement d'une
liste complète mais de simples exemples.
Certains freins en composite réfractaires sont
dérivés de la technique spatiale dans ce domaine. Toujours dans
le domaine automobile, ce sont les accéléromètres et la
technologie des boulons pyrotechnique mis au point pour les lanceurs qui
déclenchent aujourd'hui les airbags. Les alliages à
mémoire de forme sont dorénavant utilisés dans les
hôpitaux non pour faire pivoter les panneaux solaires de satellites mais
pour maintenir en place deux morceaux d'un os fracturé.
En 1960, est lancé le satellite passif de
télécommunication Echo. L'enveloppe de cet énorme ballon,
de plus de 30 mètres de diamètre, consiste en une feuille de
plastique rendue réfléchissante par les ondes
radioélectriques grâce à une fine couche de particules
d'aluminium. C'est la firme King-Seeley Thermos qui a repris les
propriétés de ce composite pour en faire les bouteilles thermos
: légèreté et réflexion des ondes
infrarouges par lesquels se dissipe la chaleur.
Enfin, on compte parmi ces matériaux
dérivés de la recherche spatiale nombre de composites
ignifugés ou des tissus traités chimiquement qui entrent dans la
fabrication des draps, des meubles, des parois intérieures des
submersibles, des uniformes des personnes qui manipulent des matières
dangereuses et des vêtements des coureurs automobiles.
Des milliers d'autres applications sont en cours
d'élaboration ou déjà utilisées dans notre vie
quotidienne, comme des chaussures athlétiques, des panneaux solaires
ultra performants, l'imagerie médicale, le thermomètre
auriculaire, l'antenne parabolique...
Consciente de ce pouvoir d'innovation, l'ESA a lancé
le TTP (Technology Transfert Program). Il s'agit de mettre les acquis de la
recherche spatiale à la portée d'autres secteurs
d'activités, au service des besoins de la société. En un
peu plus de 10 ans, les transferts de technologies spatiales européennes
ont débouché sur près de 150 nouvelles applications
terrestres.
IV.2.3 Les caractéristiques des systèmes
de positionnement
IV.2.3.1 Transit
? Nom : Navy Navigation Satellite System (ou
Transit)
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
Concepteur : l'armée américaine
(DOD).
· Dates : Transit fut le premier
système spatial de navigation. Il exploitait l'effet
Doppler des signaux reçus des satellites. Il a été
déclaré opérationnel à partir de 1964 pour la
Défense américaine et en 1967 pour l'activité civile. Il a
cessé d'être exploité en 1996, le relais étant pris
par le système GPS.
· Pour répondre à quelles attentes
? : Il fallait à la marine américaine un système
précis pour guider ses missiles balistiques sous-marins, accessible
quelles que soient les conditions météorologiques
· Segments :
? Sur Terre : 3 stations.
? Dans l'Espace : 6 satellites sur une orbite polaire de 1 000
km d'altitude.
· Limite :
? contrôlé par des militaires, donc le signal
peut être brouillé à tout instant sans que l'utilisateur ne
le sache.
? l'altitude relativement basse diminue la durée de
visibilité du satellite ce qui fait que l'exploitation est très
discontinue.
? les récepteurs qui ont une trop grande vitesse de
déplacement (avions) ne peuvent utiliser ce système.
IV.2.3.2 GPS
· Nom: Global Positioning System -
NAVigation System with Time And Ranging.
· Concepteur : l'armée
américaine (DoD).
· Dates importantes :
développés à partir de 1973, les satellites ont
été lancés en 3 phases : de 1978 à 1985, une
première génération de satellites « test » est
lancée (Bloc I). À partir de 1989, ce ne sont pas moins de 28
satellites (dont 4 de réserve) qui sont mis en orbite afin de pouvoir
commencer la phase opérationnelle en 1993 (Bloc IIA). La dernière
génération de satellites plus performants est lancée en
1996 (Bloc IIR).
· Pour répondre à quelles attentes
? : étant à l'origine un projet purement militaire, le
GPS était surtout attendu pour offrir un service homogène et en 3
dimensions de positionnement pour l'armée.
· Segments :
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CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
? Sur Terre : 5 stations
? Dans l'Espace : 30 satellites dont 4 de réserve
à une altitude orbitale de 20 000 km sur 6 plans orbitaux
différents.
· Limites : Concernant la
précision, le GPS étant un système développé
pour les militaires américains, une disponibilité
sélective a été prévue. Depuis 1990, les civils
n'avaient accès qu'à une précision faible (environ 100 m).
Le 1er mai 2000, le président Bill Clinton a annoncé
qu'il mettait fin à cette dégradation volontaire du service.
Cependant, le système peut toujours être soumis à un
brouillage du signal sans que les utilisateurs n'en soit informé, ce qui
en fait un service moyennement sûr pour les activités comme le
guidage des avions par exemple.
IV.2.3.3 GALILEO
· Nom : Galileo.
· Concepteur : L'ESA. Projet civil avec
des applications militaires.
· Dates : Lancement du premier
satellite « test » Giove-A le jeudi 29 décembre 2005. Le
système pourra être utilisé en 2010 et sera totalement
opérationnel vers 2012.
· Pour répondre à quelles attentes
? : Elles sont multiples : mettre à disposition des
utilisateurs civils et militaires un système précis et
intègre permettant de connaître leur position en temps réel
; ouvrir un marché estimé à 250 milliards d'euros, au
minimum pour un investissement de 3,2 milliards d'euros ; créer selon
les estimations de l'Union Européenne 100 000 nouveaux emplois et
surtout devenir indépendant des États-Unis dans ce domaine. C'est
donc peu dire que l'on attend beaucoup de Galileo.
· Segments :
? Sur Terre : 2 stations principales situées en Europe
et une vingtaine d'autres situées partout ailleurs dans le monde.
? Dans l'Espace : 33 satellites sur 3 orbites circulaires
à 24 000 km d'altitude dont 1 de réserve sur chaque orbite.
· Limites : Actif...
IV.2.3.4 Argos
Etabli depuis 1978 par la coopération entre les
États-Unis et la France, Argos est constitué de 6 satellites en
orbite polaire héliosynchrone et de plus de 15 000 balises sur
l'ensemble de la Terre. Son but est d'assurer la localisation et la collecte de
données pour l'étude de l'environnement.
- 69 -
CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
IV.2.3.5 Cospas-Sarsat
Cospas-Sarsat résulte d'une coopération
internationale dans le but d'améliorer les opérations de
recherche et sauvetage sur la totalité du globe en fournissant des
informations d'alerte et de localisation. Il est opérationnel depuis
1982. Les émetteurs Cospas-Starsat se déclenchent soit par
l'inertie à l'impact, soit par immersion, soit manuellement quand cela
est possible.
IV.2.3.6 DORIS
Le système Doris développé par le CNES, a
pour but de permettre la détermination fine d'orbites ainsi que la
localisation de balises. Il constitue une alternative au GPS dans la
localisation des satellites sur leur orbite.
IV.3 LES 3 LOIS DE KEPLER ET DIFFERENTES
ORBITES
La mission d'un satellite ou de tout véhicule spatial
lui impose de décrire une trajectoire bien déterminée. Il
faut donc qu'il puisse la rejoindre et s'y maintenir. Il doit également
conserver une certaine orientation par rapport à la Terre et au Soleil.
Cette attitude lui permet de recevoir suffisamment d'énergie solaire,
d'effectuer des prises de vue dans les conditions voulues ou de communiquer
avec la Terre. À chaque mission correspond donc un type d'orbite bien
précis. Comme tout objet spatial un satellite est soumis aux 3 lois
formulées par Kepler :
? Loi I : L'orbite a la forme d'une ellipse
dont le foyer se trouve au centre de la Terre ; le cercle est en fait un cas
particulier de l'ellipse dont les deux foyers sont confondus au centre de la
Terre.
? Loi II : Le satellite se déplace
d'autant plus vite qu'il est près de la Terre ; en termes précis,
la droite qui joint le centre de la Terre au satellite balaie toujours une aire
(A) égale dans un intervalle de temps donné
(?t).
?t ? A1 = A2 = A3 (4.1)
Figure 4.4 Illustration de la deuxième loi de Kepler
- 70 -
CHAPITRE IV
EXPANSION DE LA TECHNIQUE SPATIALE
? Loi III : le carré de la
période de rotation du satellite autour de la Terre varie comme le cube
de la longueur du grand axe de l'ellipse. Si l'orbite est circulaire, le grand
axe est alors le rayon du cercle.
T = 2ðv
(4.2)
T: La période en seconde (s)
a: Le grand axe de l'ellipse en mettre (m)
ì: La constante cosmologique qui vaut
3,986 .10-14
o L'orbite géostationnaire (ou de Clarke) est un cas
particulier de la troisième loi. Elle correspond en fait à une
altitude de 36 000 km car c'est à cette altitude que la période
du satellite correspond exactement à la période de la Terre, soit
23 heures, 56 minutes et 4 secondes. Vu de la Terre donc, un satellite
situé à cette altitude est immobile dans le ciel : c'est donc
l'orbite parfaite pour les satellites de télécommunication et
pour certains satellites d'observation (météo) qui doivent
couvrir une zone définie.
o L'orbite héliosynchrone est une orbite basse dont le
plan conserve un angle constant avec la direction Terre-Soleil. Les orbites
héliosynchrones permettent d'obtenir une heure solaire locale constante
au passage en un lieu donné, ce qui détermine un
éclairement constant et un balayage de presque toute la surface du
globe, l'orbite étant quasi polaire. Ces caractéristiques en font
une orbite idéale pour des satellites d'observation de la Terre.
o L'orbite polaire est une orbite circulaire basse (entre 300
et 1 000 km d'altitude souvent) qui a la particularité d'être
inclinée de telle manière que l'objet sur cette orbite passe au
plus près des pôles à chaque « balayage » de la
surface terrestre.
| 
