Données orbitales des satellites

Suivant leur mission, les satellites, les sondes spatiales ou les systèmes habités ont recours à ces différentes données ou composantes orbitales pour évoluer autour de la Terre ou rejoindre les planètes qu’ils sont chargés d’explorer. A titre d’exemple, l’inclinaison de l’orbite est un élément déterminant pour la mission. De même, les engins spatiaux doivent être accélérés à différentes vitesses en fonction de leur trajectoire.

Angle entre le plan de l’orbite d’un corps céleste et un plan de référence. Le plan de référence choisi pour le système solaire est en règle générale le plan de l’orbite terrestre - l’écliptique – car la plupart des planètes, de même que la Lune – orbitent dans ce plan, à quelques degrés près. Pour les satellites artificiels de la Terre, on choisit le plan équatorial moyen de la Terre. Les satellites géostationnaires ont donc une inclinaison de 0 degré. L’orbite de la Station spatiale internationale est inclinée à environ 59 degrés du plan équatorial.

Point de l'orbite d'un objet céleste ou d’un satellite le plus proche du foyer de cette orbite. Ce point est appelé périgée lorsque le corps central est la Terre, périhélie lorsque le corps central est le Soleil.

Point de l’orbite d’un objet céleste ou d’un satellite le plus éloigné du foyer de cette orbite. Ce point est appelé apogée lorsque le corps central est la Terre et aphélie lorsque le corps central est le Soleil. Dans l’hypothèse idéale où l’orbite d’un satellite décrit un cercle parfait autour de la Terre, il y a coïncidence de l’apogée et du périgée.

Vitesse d’un satellite par rapport au corps céleste autour duquel il orbite (Terre, Lune, planète). Si le satellite évolue sur une trajectoire fermée autour du corps céleste, soit d’un champ gravitationnel, sa vitesse de trajectoire équivaut à sa vitesse orbitale. Dans le cas idéal, on parle d’une vitesse orbitale circulaire qui dépend de la masse et de la distance du centre de gravitation. Cette vitesse diminue au fur et à mesure qu’augmente la distance.

La mécanique céleste de Kepler dégage des vitesses orbitales variables pour des orbites elliptiques. Pour qu’un satellite puisse orbiter par exemple autour de la Terre, il lui faut une vitesse orbitale d’environ 7,9 km/s. On parle ici d’une vitesse minimale.

Vitesse que doit posséder un satellite pour échapper à l’attraction terrestre et se propulser vers la Lune ou d’autres planètes. En termes purement mathématiques, la vitesse orbitale circulaire doit être dépassée d’un facteur 1,414 (racine carrée de 2). Une sonde planétaire lancée depuis la Terre devra donc être animée d’une vitesse de 11,2 km/s. La vitesse de libération varie suivant les planètes et est fonction de la taille du champ gravitationnel. Si un satellite est destiné à quitter le système solaire, il faut lui donner une impulsion de vitesse de 16,5 km/s.

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