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#29.     Satellites en Orbites Polaires


  (Dossiers en rouge :Historique)

           Index

26. Calottes Polaires

26H. Birkeland, 1895

27. Aurores vues de l'Espace

28. Origine des Aurores

28a. Plus et Moins

29. Orbites Polaires Basses

30. Orages Magnétiques

30a. Aurore à Chicago

31. Météo de l'Espace

32. planètes Magnetiques

33. Rayons Cosmiques

34. Particules d'énergie
        Les diverses formes d'orbites des satellites , sont différemment utilisées : l'orbite synchrone est la mieux adaptée aux satellites de communication, les orbites des satellites situés aux points de Lagrange sont dédiées à la surveillance du vent solaire avant que celui-ci n'atteigne la terre. L'orbite polaire de basse altitude est largement utilisée à l'observation terrestre parce que elle survole chaque jour la surface complète de la terre, celle-ci tournant autour du pôle sous le satellite. Typiquement, un tel satellite se déplace sur un cercle proche de la terre - à environ 1000 kilomètres (600 milles) (certains passent plus bas mais ne résistent pas longtemps, en raison du frottement atmosphérique) et chaque orbite est parcourue en environ 100 minutes. Beaucoup de vaisseaux spatiaux sont placés sur ces orbites, par exemple les satellites de la série DMSP , de surveillance de l'Armée de l'Air US, ou les séries SPOT.des vaisseaux spatiaux français de surveillance de la Terre.

        La navette spatiale évite les orbites polaires, parce que traverser les aurores expose les astronautes au rayonnements et crée d'autres problèmes. Par contre, pour étudier les aurores, les courants de Birkeland, la pluie polaire et d'autres phénomènes liés à la magnétosphère éloignée, ces orbites sont très utiles. Les scientifiques ont pu, par exemple, équiper de magnétocompteurs; de détecteurs de particules et d'autres instruments, les vaisseaux spatiaux DMSP bien que ceux-ci aient été conçus pour des besoins militaires. (ci-dessus). Cela a fourni une grande quantité d'informations scientifiques.


    Beaucoup de vaisseaux spatiaux sont placés sur ces orbites, par exemple les satellites de la série DMSP de surveillance de l'Armée de l'Air US, ou les séries SPOTdes vaisseaux spatiaux français de surveillance de la Terre. La prochaine génération, qui fait suite aux DMSP est dénommée NPOEES et est essentiellement destinée à la recherche. Elle utilise le même type d'orbites. La navette spatiale évite les orbites polaires, parce que traverser les aurores expose les astronautes au rayonnements et crée d'autres problèmes. Par contre, pour étudier les aurores, les courants de Birkeland, la pluie polaire et d'autres phénomènes liés à la magnétosphère éloignée, ces orbites sont très utiles. Les scientifiques ont pu, par exemple, équiper de magnétocompteurs; de détecteurs de particules et d'autres instruments, les vaisseaux spatiaux DMSP bien que ceux-ci aient été conçus pour des besoins militaires. (ci-dessus). Cela a fourni une grande quantité d'informations scientifiques.

    En fait, la mission DMSP a été conçue à l'origine pour les besoins de l'Armée de l'Air US, mais son utilité scientifique a été largement vérifiée. La suite sera une mission commune de l'U.S. Air Force, du NOAA (administration océanique et atmosphérique nationale, successeur du US Weather Bureau) et de la NASA. C'est le National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System en abrégé NPOESS ("en-poss"). Les satellites de cette mission, dont le lancement est prévu dans la première décennie du 21ème siècle, emporteront un complément sophistiqué.

Orbites Solaires synchrones

    La terre n'est pas une sphère exacte mais bombe légèrement à l'équateur. toutes les orbites passant exactement au-dessus des pôles géographiques sont symétriquement affectée par ce bombement et leurs plan est fixe par rapport aux étoiles.

    Mais par rapport au soleil, le plan orbital tourne lentement. La raison en est que la terre est elle-même en orbite autour du soleil, et que celui-ci tourne lentement autour de la terre par rapport aux étoiles , un tour par an. (les anciens ont dénommé zodiaque les 12 constellations que traverse le soleil au cours de ce voyage, dénomination encore en usage ) Si le plan orbital d'un satellite polaire pointe maintenant le soleil, dans trois mois ce plan deviendra perpendiculaire à la direction de celui-ci du fait de son déplacement.

        Une orbite inclinée, dont le point le plus au nord n'est pas le pôle mais par exemple à (admettons) 1000 kilomètres, sera affectée non symétriquement par le bombement de la terre, et par conséquence son plan orbital tournera lentement autour de l'axe de la terre. Une inclinaison adaptée , environ 8 degrés par rapport à l'orbite polaire, contrebalance le lent mouvement du soleil dans le ciel. Si le satellite démarre alors d'une orbite proche de midi-minuit, il passera toujours près de midi et de minuit. De fait, cette orbite "synchrone au Soleil" midi-minuit a été utilisée par quelques satellites DMSP.

    Une option différente a été faite pour MAGSAT, mis en orbite en 1979-80 pour examiner le champ magnétique propre de la terre près de sa surface. Les champs magnétiques de la magnétosphère sont un facteur perturbant pour une telle mission, un facteur qui dépend fortement de l'orientation de l'orbite relativement à la direction du soleil. En plaçant le satellite dans une orbite synchrone au soleil- près du plan aube-crépuscule (90 degrés avec le plan de midi-minuit décrit plus haut), non seulement on diminuait la perturbation mais elle restait plus ou moins la même dans toute la mission. parce que l'orientation de l'orbite relativement au soleil ne changeait pas.

    D'autre part, la mission Dynamics Explorer ((DE) a utilisé en 1981deux vaisseaux polaires, un en basse orbite pour analyser l'aurore (entre autres) et un second en orbite allongée pour observer l'accélération aurorale et prendre des photos à distance de l'ovale auroral en entier. Pour que les deux vaisseaux aient la plus grande chance d'intercepter le même faisceau d'électrons auroral aux différentes altitudes, il a été décidé que les deux orbites resteraient toujours dans le même plan. Elles ont été donc conçues pour passer au-dessus des pôles géographiques : sinon le bombement de la terre aurait fait tourner leurs plans à différentes vitesse et ils auraient bientôt dérivés l'un par rapport à l'autre.


Questions des Lecteurs (anglaise):
            ***    
Temps Universel et Magnétique Local
                  ***     Qu'est-ce que les "points géomaghétiques conjugués " ?

Etape suivante: #30.  Orages Magnétiques

Mise à jour :25 Novembre 2001
Re-formaté 3-13-2006       Traduction Française 12 Décembre 2006