Orbite Terrestre Géostationnaire (GEO - Geostationary orbit) | Cieux

L'orbite géostationnaire (GEO) est une orbite circulaire située à environ 35 786 km au-dessus de l'équateur terrestre. Elle est unique en ce sens que tout satellite placé sur cette orbite tourne autour de la Terre à la même vitesse angulaire que la rotation de la planète elle-même, ce qui permet au satellite de rester stationnaire par rapport à un point fixe à la surface de la Terre. Cela confère à cette orbite des propriétés spécifiques qui en font une solution idéale pour certaines applications de télécommunications et de surveillance.

Caractéristiques de l'Orbite Géostationnaire

1. Altitude : Environ 35 786 km au-dessus de la surface terrestre.
2. Vitesse orbitale : Le satellite tourne autour de la Terre à une vitesse d’environ 3,07 km/s, ce qui correspond à une période orbitale de 24 heures, exactement identique à celle de la rotation de la Terre.
3. Inclinaison : Les satellites géostationnaires sont situés directement au-dessus de l'équateur terrestre avec une inclinaison de 0° par rapport au plan équatorial.
4. Stationnarité relative : Étant donné qu'il tourne à la même vitesse que la Terre, le satellite semble immobile depuis un point de vue au sol, ce qui permet une couverture continue d'une zone spécifique.

Applications de l'Orbite Géostationnaire

L'orbite géostationnaire est principalement utilisée pour des satellites qui nécessitent de rester en permanence au-dessus d'une même zone terrestre. Parmi les principales applications, on retrouve :

1. Télécommunications :

   • Les satellites de télécommunication (TV, internet, téléphonie, réseaux de données) utilisent souvent l'orbite géostationnaire. Ces satellites fournissent des services de diffusion continue à des antennes terrestres fixes.
   • Exemples : les satellites de télévision directe (comme ceux de DISH Network ou DIRECTV), les satellites internet tels que HughesNet.

2. Météorologie :

   • Les satellites météorologiques en orbite géostationnaire fournissent une surveillance en temps réel des conditions météorologiques sur une vaste zone. Leur position fixe permet une observation continue des systèmes météorologiques.
   • Exemples : GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite), qui surveille les conditions météorologiques au-dessus des Amériques.

3. Surveillance environnementale :

   • Certains satellites surveillent la déforestation, les incendies de forêt, les marées noires, et d'autres phénomènes environnementaux. Le fait de rester stationnaire permet une surveillance prolongée et régulière.
   • Exemples : Meteosat, utilisé pour la surveillance environnementale en Afrique et en Europe.

4. Communication militaire et gouvernementale :

   • Les satellites géostationnaires sont également utilisés pour la communication sécurisée, les opérations militaires, et les missions gouvernementales qui nécessitent une couverture fiable sur des zones fixes.

Avantages de l'Orbite Géostationnaire

1. Couverture fixe : Les satellites géostationnaires peuvent couvrir une zone spécifique en permanence, ce qui est idéal pour les télécommunications et la diffusion de données.

2. Pas de réajustement constant : Contrairement aux satellites en orbite basse, qui traversent le ciel et nécessitent de multiples stations au sol pour assurer une couverture continue, un satellite géostationnaire peut être relié à une seule station au sol fixe.

3. Idéal pour la communication : Comme les antennes au sol peuvent pointer en permanence vers un satellite qui ne bouge pas dans le ciel, les systèmes de télécommunication sont plus simples et fiables.

Limites et Inconvénients de l'Orbite Géostationnaire

1. Distance importante : À 35 786 km de la Terre, la distance entraîne une latence dans les communications, généralement autour de 250 ms pour l'aller-retour du signal. Cela peut poser des problèmes pour des applications nécessitant des échanges en temps réel (comme les jeux vidéo en ligne ou la voix sur IP).

2. Couverture limitée des pôles : Les satellites géostationnaires, situés au-dessus de l'équateur, ne peuvent pas fournir une couverture efficace des régions polaires.

3. Espace orbital limité : L'orbite géostationnaire est une ressource limitée, car il n'y a qu'une quantité limitée de positions disponibles à cette altitude. Les interférences entre satellites doivent être soigneusement évitées, surtout avec l'augmentation de la demande pour les satellites de télécommunications.

4. Coût de lancement : Placer un satellite en orbite géostationnaire nécessite plus d'énergie et donc des coûts plus élevés comparés à des satellites en orbite basse ou moyenne.

Alternatives à l'Orbite Géostationnaire

1. Orbite terrestre basse (LEO) :

   • Située entre 200 et 2 000 km d'altitude, elle permet des communications à faible latence, mais les satellites doivent se déplacer rapidement et ne couvrent qu'une zone pendant de courtes périodes. Un réseau de plusieurs satellites est nécessaire pour assurer une couverture globale continue (par exemple, les constellations de satellites comme Starlink).

2. Orbite terrestre moyenne (MEO) :

   • Les satellites en MEO sont situés entre 2 000 et 35 786 km d'altitude. Ils sont utilisés pour des applications comme la navigation (par exemple, GPS, Galileo) et la surveillance.

Conclusion

L'orbite géostationnaire est une orbite privilégiée pour les satellites de télécommunication, météorologiques, et de surveillance environnementale. Sa capacité à offrir une couverture constante d'une zone spécifique la rend idéale pour les applications nécessitant une surveillance continue ou une communication fixe. Cependant, des limitations telles que la latence élevée et la difficulté de couvrir les régions polaires sont des facteurs à prendre en compte lors du choix de cette orbite pour des applications spécifiques.