Satellites : point de vue technologique


On peut diviser le satellite en 2 parties distinctes.

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En haut, la charge utile qui est spécifique au satellite.
En bas, le module technique, plus communément appelé Bus
  (Photo Boeing Company)

Afin de réduire le coût des satellites, les constructeurs ont développé des chaînes d'assemblage constituées chacune d'un modèle de module technique. Par exemple Boeing met à la disposition de ses clients 3 plates-formes (Bus) de base sur les quelles, les clients peuvent assembler leur module.

Ce système est surtout valable pour les satellites de télécommunications ou les constellations type Globalstar, GPS. Les sondes spatiales font moins appel à ce système.

Parfois, les plans d'une sonde sont réutilisés afin d'en concevoir une seconde à laquelle on ajoute des instruments en fonction sa mission.


Exemple de l'évolution des satellites de communications.

Intelsat I (lancé en 1965)

Masse: 39 kg

Puissance: 40 W

Durée de vie: 4 ans

Transpondeur: 2 x 6 W sur une fréquence de 50 Mhz

Capacité: un canal de télévision ou 240 communications téléphoniques


Intelsat 10 (lancé en 2001)

Masse: 5 600 kg

Puissance: 11 000 W

Durée de vie: 15 ans

Transpondeur: 55 en bande C et 16 en bande Ku sur une fréquence de 36 Mhz

Capacité: canaux télévision + internet + téléphonie


Module technique (bus)

Il regroupe tous les systèmes permettant au satellite de se placer en orbite, de corriger cette orbite, d'alimenter en énergie, de communiquer avec la Terre pour l'entretien à distance. Pour se placer sur orbite, le satellite a besoin de carburants et de moteurs. Deux types de moteurs sont employés.

Le premier type, optionnel, est celui qui permet au satellite d'atteindre son orbite.

Il peut fonctionner soit à poudre, soit à liquide. Ce sont la plupart du temps les satellites placés sur l'orbite de transfert géostationnaire qui sont équipés d'un tel moteur. Il va permettre de transférer le satellite de l'orbite GTO vers l'orbite GEO. (voir article de Pêle Mêle ‘Satellites’ du20 mai 2020)

Le second type est celui destiné aux manœuvres orbitales. Ils servent aux changements d'orbite.

C'est le cas notamment pour les sondes spatiales qui arrivent à destination. Ces moteurs peuvent servir à corriger la trajectoire, à l'affiner dans le cas d'un atterrisseur type Mars Exploration Rover de la Nasa. Pour éviter qu'un satellite ne se décale de son orbite, de petites poussées des moteurs permettent de le recaler.


C'est aussi sur le module technique que sont fixés les panneaux solaires destinés à fournir en électricité le satellite. A la fin de la mission du lanceur, le satellite est largué et ouvre partiellement ses panneaux solaires afin d'être alimenté un minimum en énergie. Les premières manœuvres de déploiement et de mise en activité du satellite commencent. Ce n'est que lorsque ses panneaux seront complètement déployés et le satellite positionné sur la bonne orbite que sa mission pourra commencer.

Les autres équipements sont les moyens de communication entre la station au sol et le satellite. Ce réseau va permettre de contrôler l'état de l'engin, d'envoyer des ordres, télé dépanner...

L’heure de lancement de fusée n'est pas aléatoire. Elle correspond à un certain nombre de critères dont l'ensoleillement pour les premières manœuvres de déploiement.

La vie d’un satellite de télécommunications est estimée à environ 15 ans.


Charge utile (payload)

Dans le cas des satellites de télécommunications, télévision, relais, ils disposent d'un équipement permettant de recevoir les ondes émettrices et les renvoyer. Prenons le cas de la constellation de satellites de télécommunications d’Eutelsat. Chacun d’eux possède des canaux de télévision qui sont loués à des chaînes. Celles-ci envoient leurs programmes vers le satellite qui les renvoient vers les câblodistributeurs. Dans le cas d’un satellite scientifique, la charge utile est constituée de caméras fonctionnant avec des longueurs d’ondes différentes, des spectromètres, des radars et des instruments de mesures. La résolution de l’image fournie par le satellite sera différente en fonction de son usage. Un satellite météorologique ou de télédétection couvre une large proportion du sol alors qu’un satellite espion ciblera une zone de quelques centimètres carrés.

Rapport taille/ coût

Grand satellite: supérieur à 3 tonnes pour un coût supérieur à 150 millions $

Moyen satellite: de 1 à 3 tonnes pour un coût maximal de 150 millions $

Petit satellite: 0,5 à 1 tonne pour un coût variant de 50 à 150 millions $

Mini satellite: 100 à 500 kg pour un coût variant de 10 à 40 millions $

Micro satellite: 10 à 100 kg pour un coût variant de 3 à 8 millions $

Nano satellite: 1 à 10 kg pour un coût variant de 0,3 à 2 millions $

Pico satellite: inférieur à 1 kg pour un coût variant inférieur à 0,3 millions $

Source Space Connection 38 - Mai 2002

Le coût d'un CubeSat (10 x 10 x 10 cm pour 1 kg) est de 150 000 $.


Plus près des satellites

Site de visualisation de la position, de l’altitude et de l’orbite de familles de satellites : lien
Simulateur de création d’orbite avec suivi de la trace au sol  du satellite : lien


Etat des lieux du ciel en 2018

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A suivre...

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