Orbite Terrestre Basse (LEO - Low Earth Orbit) | Satellite Internet

Low Earth Orbit (LEO- Orbite Terrestre Basse)

Faible latence, Lancement moins coûteux, Observation détaillée, Renouvellement fréquent des satellites, Constellations de satellites pour Internet, Satellites d'observation de la Terre, Télécommunications et téléphonie par satellite, Satellites d'espionnage et militaires,

L'orbite basse (Low Earth Orbit - LEO) est une orbite située à une altitude comprise entre 200 km et 2 000 km au-dessus de la surface de la Terre. Elle est la plus proche de notre planète, ce qui permet des avantages en termes de temps de latence et de coût énergétique pour le lancement des satellites. Les satellites en orbite basse effectuent des révolutions rapides autour de la Terre, avec des périodes orbitales variant généralement de 90 minutes à 2 heures.

Caractéristiques de l'Orbite Basse (LEO)

1. Altitude : De 200 km à environ 2 000 km au-dessus de la Terre.
2. Vitesse orbitale : En raison de l'altitude relativement basse, les satellites en LEO se déplacent très rapidement, à des vitesses allant jusqu'à 7,8 km/s.
3. Période orbitale : Un satellite en LEO complète une orbite autour de la Terre en environ 90 à 120 minutes.
4. Couverture limitée : Les satellites en orbite basse couvrent une petite portion de la Terre à tout moment. Pour assurer une couverture globale ou continue, plusieurs satellites sont nécessaires.

Avantages de l'Orbite Basse

1. Faible latence :

   • En raison de leur proximité avec la Terre, les satellites LEO offrent une latence beaucoup plus faible que les satellites en orbite géostationnaire (GEO). La latence des communications est d'environ 20 à 40 ms, ce qui en fait un choix idéal pour des services nécessitant des communications en temps réel, comme Internet haut débit ou la communication vocale.

2. Lancement moins coûteux :

   • Le coût de mise en orbite des satellites LEO est moins élevé que pour les satellites en orbite géostationnaire, car ils nécessitent moins de carburant pour atteindre l'altitude souhaitée.

3. Observation détaillée :

   • Les satellites LEO, étant proches de la Terre, sont capables de capturer des images très détaillées de la surface, ce qui en fait un choix privilégié pour les satellites d'observation de la Terre, les satellites météorologiques, et ceux de surveillance militaire.

4. Renouvellement fréquent des satellites :

   • En raison de leur faible altitude, les satellites en LEO peuvent être remplacés plus régulièrement, ce qui permet d'améliorer rapidement la technologie des satellites.

Applications des Satellites en Orbite Basse

1. Constellations de satellites pour Internet :

   • Les grandes constellations de satellites en orbite basse sont déployées pour fournir un accès Internet à faible latence à l'échelle mondiale. Les réseaux tels que Starlink de SpaceX ou OneWeb reposent sur des centaines, voire des milliers de satellites en LEO pour offrir une couverture Internet globale.

2. Satellites d'observation de la Terre :

   • Les satellites d'observation utilisés pour la cartographie, la surveillance de l'environnement, l'observation des changements climatiques ou des catastrophes naturelles sont souvent en orbite basse. Ces satellites peuvent capturer des images haute résolution de la surface terrestre.
   • Exemples : Landsat, Sentinel (programme Copernicus).

3. Télécommunications et téléphonie par satellite :

   • Certains réseaux de téléphonie mobile par satellite utilisent des satellites en orbite basse pour couvrir des zones éloignées ou mal desservies.
   • Exemples : Iridium, Globalstar.

4. Satellites d'espionnage et militaires :

   • Les satellites de reconnaissance militaire en LEO permettent de surveiller des zones spécifiques avec une grande précision.

5. Science et recherche :

   • De nombreuses missions scientifiques en orbite basse sont menées pour étudier l'espace proche, la microgravité, ou d'autres phénomènes terrestres. La Station Spatiale Internationale (ISS) se trouve, par exemple, en orbite basse, à environ 400 km d'altitude.

6. Satellites météorologiques :

   • Les satellites météorologiques en LEO, tels que NOAA ou MetOp, fournissent des données précises sur les conditions météorologiques et climatiques.

Défis et Limitations de l'Orbite Basse

1. Durée de vie limitée :

   • Les satellites en LEO sont soumis à une traînée atmosphérique plus élevée en raison de leur proximité avec l'atmosphère terrestre. Cela entraîne une réduction progressive de leur altitude et limite leur durée de vie. Les satellites en LEO nécessitent souvent des ajustements d'altitude ou finissent par retomber sur Terre après plusieurs années.

2. Couverture intermittente :

   • Contrairement aux satellites géostationnaires, un satellite en LEO ne peut pas rester stationnaire au-dessus d'une même région. Il ne survole chaque point de la Terre que pendant une courte période, ce qui nécessite des constellations de satellites pour garantir une couverture continue.

3. Collision et encombrement orbital :

   • Le nombre croissant de satellites en orbite basse entraîne une densité accrue dans cette région de l'espace, augmentant le risque de collisions entre satellites ou avec des débris spatiaux. Les grandes constellations, telles que Starlink, exacerbent cette problématique de "pollution spatiale".

4. Visibilité limitée :

   • Chaque satellite LEO ne peut surveiller qu'une petite partie de la Terre à un moment donné. Pour une couverture globale, des constellations composées de centaines de satellites sont nécessaires.

Exemples de Constellations et Programmes Utilisant LEO

1. Starlink (SpaceX) :

   • Une constellation de satellites en orbite basse destinée à fournir un accès Internet haut débit à faible latence dans le monde entier. SpaceX prévoit de déployer environ 12 000 satellites.

2. OneWeb :

   • Un autre fournisseur de services Internet par satellite, qui utilise une constellation en LEO pour offrir une couverture mondiale.

3. Iridium :

   • Un réseau de télécommunications satellitaires offrant des services de téléphonie mobile et de données aux régions éloignées via une constellation en LEO.

4. ESA Copernicus Programme (Sentinel) :

   • Une série de satellites d'observation de la Terre en orbite basse pour la surveillance environnementale.

Conclusion

L'orbite basse (LEO) est une orbite privilégiée pour de nombreuses applications modernes, notamment pour l'observation de la Terre, les télécommunications à faible latence

Crédit : ChatGPT4

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