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article Satellite géostationnaire     -    publié le 02/07/2007    mis à jour le 18/10/2014

L’exemple traité ci-dessous donne une possibilité d’approche de la conception d’un satellite géostationnaire à partir de l’observation de la projection d’un satellite quelconque sur le sol terrestre.

Projection d’un satellite sur le sol.

Un logiciel permettant de représenter de telles projections est bien entendu nécessaire, ici nous utilisons "Satellites" des éditions "Chrysis".

Le choix du type de satellite ayant été fait :

reg1

(ici une orbite circulaire inclinée de 60° à 1000m d’altitude), l’élève voit le satellite se déplacer sur son orbite (courbe blanche, tracée dans le référentiel géocentrique) tout en remarquant que sa projection sur le sol subit un décalage progressif, la Terre tournant sur elle-même dans le référentiel précédent (courbe jaune) :

plan1

Période de révolution.

En observant le temps qui s’écoule, il est facile de réaliser que le satellite a une période nettement plus courte que la Terre (ici il a fait deux révolutions en 3h31) ; on amène ainsi l’élève à l’idée qu’il faut que le satellite "accompagne" le sol et qu’il ait donc une période de un jour sidéral.

L’élève peut ainsi trouver le résultat par approximations successives dans le tableau de définition du satellite :

reg2
reg3
reg4

Mais s’il lance la simulation il a une surprise : le satellite n’est pas géostationnaire :

plan2

Inclinaison de la trajectoire.

il accompagne le sol mais en changeant périodiquement d’hemisphère ; l’élève doit donc trouver une seconde condition : l’orbite doit être équatoriale, pour supprimer le défaut précédent. Enfin, après avoir indiqué une inclinaison de 0°, le résultat souhaité est obtenu :

Anim2

L’objectif est donc atteint, l’élève a "piloté" le satellite pour l’amener à cette finalité : un satellite géostationnaire.

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