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LES SATELLITES ( vidéo CPS 7c )

Le 4 octobre 1957, était mis en orbite le premier satellite. Il était de nationalité soviétique et s'appelait ………………… . Il resta 6 semaines dans l’espace avant de retomber. Aujourd'hui, plus de 4000 satellites de toutes nationalités tournent au-dessus de nos têtes.

La plupart des satellites se trouvent à une

altitude comprise entre 200 et 1.500km. Mais d'autres, notamment les satellites qui constituent le système de ………………………………… GPS, se trouvent entre 10.000 et 20.000 km. Enfin, les plus éloignés, à 36.000 km, sont les satellites de …………………………………………… . Tous ces satellites tournent sur des orbites différentes. Certaines suivent l’équateur, d’autres passent par les pôles et d’autres enfin se situent entre les deux.

Telstar est le premier satellite de communication lancé par les …………………… en 1962. D’autres satellites ont des missions d’……………………………… de la terre. Certains nous renseignent sur la vitesse des courants ……………………………………… ou la hauteur des …………………………………, d’autres cartographient la terre. Les satellites d’aide à la ………………………………, GPS, sont surtout importants pour les avions et les …………………… qui peuvent ainsi connaître instantanément leur position. L’armée dispose également de ses propres satellites qui lui permettent de communiquer sur des fréquences qui lui sont propres mais aussi d’observer et donc d’…………………………………… ses voisins. Avec les satellites d’astronomie comme le …………… spatiale Hubble, les astronomes peuvent photographier l'univers sans les désagréments produits par l'atmosphère.

Mais des astronautes sont aussi satellisés pour effectuer des expériences dans la …………... MIR, dans l’International Space Station (ISS) ou dans la navette spatiale.

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Les satellites sont tous d’une conception similaire. Sur une ………………………… se trouve d’un coté les ………………………………… qui permettent son fonctionnement : l’……………………………… de bord, des réservoirs, de petits moteurs qui lui permettent de se remettre sur la bonne ……………………… lorsqu’il en a dévié et du matériel radio de communication avec la terre. De l’autre coté se trouve la charge utile qui varie selon la …………………… du satellite, soit des instruments de télécommunication, soit des instruments d’observation. Le satellite peut également emporter ce qu’on appelle des « ………………………… » qui sont des appareils expérimentaux qui doivent être ……………………… dans l’espace.

Le satellite européen Envisat, lancé en Mars 2002, est un des surveillants de la planète les plus complets.

Un satellite fonctionne grâce à des panneaux solaires couverts de cellules

………………………………… qui transforment le rayonnement solaire en …………………… . Une partie de cette électricité est directement utilisée par les équipements de bord et l’autre est stockée dans des ……………………… . Ainsi, lorsque le satellite se trouve de l’autre coté de la terre, dans le cône d'……………………………, il peut continuer à fonctionner en puisant l’énergie nécessaire dans ses batteries.

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Le satellite ……………………… est un satellite

d'observation qui se situe sur une orbite à 830 km de la terre. Il est équipé de caméras à haute résolution. Les caméras de Spot ont une …………………… couleur de 20 mètres et noir et blanc de 10 mètres. Cela signifie que tout objet d’une …………………………… de 20 mètres de coté peut être observé en couleur à partir du satellite.

Spot circule sur une orbite …………………………… et fait un tour de la terre en passant par les deux pôles en + ou - 1h 40 minutes. Il couvre ainsi l'ensemble de la planète en 26 jours. Chaque jour, il reçoit son programme de travail envoyé de la terre par ondes ……… . Lorsqu’il survole la zone à observer, ses instruments enregistrent les données qui sont, par la suite, retransmises vers la terre ( 5 fois 10 minutes par jour) et captées par d’énormes antennes ……………………. Ces informations sont alors traitées et retransformées en images. Ces observations sont utiles pour suivre, par exemple : l’avancée des …………… de certains fleuves, le trajet de poussières …………………………………… ou l’évolution de la …………………………… . Spot est aussi utilisé pour ……………………… la surface de la terre. Grâce à des …………………… orientables, il peut photographier un même lieu sous différents angles et après traitement informatique de ces données, on peut obtenir une image en ………………….

Les satellites de télécommunication équipés d'antennes de ……………………… et d’………………………………… ne sont utiles que s’ils restent fixes au dessus d’une même région. Pour cela, ils doivent tourner dans le ……………………… sens que la terre et en faire le tour en 24 heures. Ces conditions ne sont remplies que s’ils tournent à 36.000 km d'altitude sur une orbite située sur le plan de l’………………………………… . Ces satellites sont dits "en orbite ………………………………………".

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Pour pouvoir capter les programmes de télécommunication émis par le satellite, il faut orienter son antenne parabolique vers l’équateur, soit vers le sud quand on se situe dans l’hémisphère …………………… et à la verticale si on se trouve à l’équateur.

Sur l'orbite géostationnaire,

circulent également les satellites ………………………………………… qui fournissent des images de la terre toutes les 30 minutes et permettent ainsi d'établir les bulletins météo.

Les satellites sont construits de manière à résister à des conditions extrêmes

de température. Dans l'espace, la température du satellite peut atteindre +150°C sur la face exposée au rayonnement solaire et -150°C sur la face opposée. Pourquoi rencontre-t-on ces conditions dans l’espace et pas sur la terre ?

Le soleil émet un ……………………………… qui est partiellement filtré par l’atmosphère. Toute l’énergie est absorbée par le sol de notre planète puis est restituée sous forme de chaleur qui réchauffe notre ………………………… ( par conduction et rayonnement ). Quand on s’expose au soleil, on ne chauffe pas trop du coté face grâce au …………… atmosphérique et notre dos ne gèle pas grâce à l’air chaud présent autour de nous. Dans l’espace, suite à l’……………………… d’atmosphère, le rayonnement solaire n’est pas filtré et les parties exposées emmagasinent énormément d’énergie. Par contre, toujours suite à l’absence d’atmosphère, la chaleur ne peut pas circuler autour du satellite et les parties situées à l’ombre sont plongées dans le froid …………………… .

Pour les protéger de la chaleur, les satellites sont recouverts à certaines places

de petits miroirs carrés. Ce sont des ………………………………………… qui ont pour effet de rayonner l'énergie excédentaire du satellite vers le fond froid du ciel. D'autres endroits sont revêtus d’un matelas super ……………………… jaune-orangé (voir page 92 : la photo du satellite Envisat ) constitué de plusieurs ………………………………………… de survie superposées. A certaines places, cet isolant a pour rôle d’empêcher la chaleur du satellite d’être rayonnée vers l’espace et inversement, à d’autres, d’empêcher la chaleur du soleil de pénétrer dans le satellite.

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La fusée européenne « Ariane » est lancée depuis Kourou en ………………………… . Elle sert essentiellement à la mise en orbite de satellites de communication.

C'est la force de ………………… qui maintient le satellite

en rotation autour de la terre. Le mouvement de ……………… du satellite est la résultante entre sa vitesse de déplacement vers l’espace et la force de gravitation vers la terre.

Pour éviter que les frottements de l’air ne ralentissent la rotation du satellite, on le place sur un …………………………, une fusée, pour le faire sortir de l’atmosphère, à minimum 200 km d’altitude. A cette distance, si on donne au satellite une vitesse de 8 km/s, le satellite va décrire une orbite ……………………………… autour de la terre. Vu la quasi absence de …………………………………, ce dernier va conserver sa ………………………… et la seule force qu’il subira encore sera la gravitation de la terre. Pour être …………………………, un satellite doit, au moins, tourner à la vitesse de 8 km par seconde, soit 28.000 km/h, sur une orbite située à 200km d'altitude.

Plus le satellite s'éloigne de la terre, moins la force d'attraction gravitationnelle

est forte, et ………… le satellite doit tourner ………………………… pour rester en orbite.

Pour rester en orbite géostationnaire, un satellite doit se déplacer à la vitesse

de 3 km par seconde sur une orbite située à 36.000 km d’altitude.

Soleil

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Le lanceur Ariane n’emmène pas le satellite jusqu’à l’orbite géostationnaire à 36.000 km d’altitude. Il peut seulement le monter jusqu’à quelques ……………………… de kilomètres. Mais au moment où le 3ème étage de la fusée …………………………… le satellite, la vitesse du satellite est de 10 km/s . Celui-ci peut alors continuer sur sa lancée jusqu’à 36.000 km.

Lors d'un lancement,

le satellite n'arrive pas directement sur la bonne orbite. Il circule d'abord sur une orbite qui n'est pas circulaire mais ………………… et qui est décentrée par rapport à la terre.

Le point le plus éloigné qui croise également l'orbite définitive s'appelle l'……………………… .

Le point de l'orbite le plus proche de la terre s'appelle le …………………… . On appelle cette orbite : "l’orbite de ……………………".

Pour sortir de cette

orbite de transfert et passer sur l’orbite définitive, on profite du moment où le satellite passe à son apogée pour ………………………… ses moteurs appelés « les moteurs d’apogée ».

Le satellite va ainsi prendre de la vitesse et …………………… son périgée. Progressivement, il va de cette manière atteindre son orbite définitive.

Généralement, il faut au moins répéter 3 fois l’opération avant d’y arriver.

Une fois en orbite, le satellite doit encore déployer ses ……………………… et ses

………………… solaires. Cela fait, il devient opérationnel pour une douzaine d’années.

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Mais, suite aux légers frottements subsistants dans l’espace, les satellites perdent tout de même ± 50 cm d'altitude par jour et doivent être régulièrement remis sur leur bonne orbite. Il est important qu’un satellite, surtout s’il est géostationnaire, reste à la même altitude car s’il descend sa vitesse va ……………………………………… et il ne restera plus en position au dessus de la même région. De plus, si un satellite descend trop, il risque de se ………………………………… en arrivant dans l'atmosphère.

Un satellite ne retombe pas dès qu’il est hors d’usage. A cause de la

gravitation, il continue à ………………… . La durée de vie d'un satellite dépend de son ………………………, plus il est loin, …………… sa durée de vie sera longue. Les satellites géostationnaires ont la plus grande durée de vie estimée à plusieurs …………………… de milliers d'années. Chaque …………………, il y a environ une dizaine de morceaux de satellite qui retombent dans l'atmosphère et, s'ils ne sont pas tous désintégrés, ils finissent, pour la plupart, dans l'………………………………… .

Le problème actuel dans l’espace est le risque de …………………………… de plus

en plus élevé suite au nombre croissant de satellites ( plusieurs centaines ) et la multitude de débris qu’ils génèrent en se détériorant. On estime qu’il en existe environ 8.000 de plus de 10 cm et des dizaines de milliers plus petits. Ils sont tous extrêmement dangereux car leur vitesse est de l’ordre de 8 km / s. Une collision avec une bille de 1 cm qui se déplace dans l'espace à la vitesse de 8 km/sec, correspond à l'énergie dissipée par la …………… d'un coffre de 200 kg tombant à près de 100 km/h.

Station spatiale MIR

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Replacer dans le texte, les mots suivants: /80 absence allumer altitude américains antennes apogée atmosphère augmenter bateaux batteries cartographier centaines chute circulaire collision couvertures crues désintégrer dizaines électricité

élever elliptique émission équateur équipements espionner filtre frottement géostationnaire gravitation Guyane isolant lanceur libère marins même météorologiques miroirs mission moins

mois navigation nord observation océan ombre orbite ordinateur panneaux paraboliques passagers périgée photovoltaïques plate-forme plus polaire positionnement radiateurs radio rapidement

rayonnement réception relief résolution rotation satellisé sidéral Spot 4 Spoutnik station surface télécommunication télescope testés tourner transfert vagues végétation vitesse volcaniques

Aspect de la station spatiale internationale ( ISS ) lorsqu’elle sera terminée.

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Vocabulaire Recherchez au dictionnaire la définition des termes suivant et notez leur signification dans le lexique. L’apogée Cartographier Une cellule photovoltaïque La conception Une crue Décentré Dissiper Géostationnaire Un lanceur Une orbite

Un panneau solaire Parabolique Le périgée Une plate-forme Un radiateur La résolution La résultante Satelliser Sidéral Subsister

Le shuttle accroché à la station spatiale internationale ( ISS ) en construction