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ORBITE
Ce terme désigne la courbe parcourue dans l'espace par un satellite (qui peut être artificiel) soumis à l'attraction terrestre d'une planète (la Terre en l'occurence). L'astronome KEPLER a montré que les orbites sont des ellipses (ou des cercles) dont l'un des foyers est le centre de la Terre. Une orbite, et la position d'un satellite sur celle-ci sont déterminés par la connaissance de 6 paramètres dont les plus importants sont : l'APOGEE, le PERIGEE et l'INCLINAISON.

APOGEE
Il s'agit du point le plus élevé par rapport à la Terre, atteint par un satellite. En ce point, sa vitesse est minimale. C'est en cette région qu'est mis à feu le moteur d'apogée d'un satellite afin de circulariser son orbite pour la rendre géostationnaire

PERIGEE
C'est le point d'une orbite le plus rapproché de la Terre. En ce point, la vitesse du satellite est maximale.

INCLINAISON
C'est l'angle que fait le plan de l'orbite par rapport au plan de l'équateur de la Terre.

TYPES D'ORBITES :

  • Orbite Basse (LEO)
  • Orbite Heliosynchrone (SSO)
  • Orbite Circulaire
  • Orbite Géostationnaire
  • Orbite de Transfert Géostationnaire (GTO)

    •   Une orbite basse est une orbite située entre 200 et 1000 Km d'altitude par rapport à la Terre. Un satellite placé sur cette orbite reste constamment à proximité de la Terre et peut donc servir de plateforme pour de nombreuses applications comme l'observation optique ou radar des continents et des océans, comme relais de téléphone mobile (satellite au sein d'une constellation comprenant plusieurs satellites), comme laboratoire scientifique fonctionnant en microgravité.
      Un satellite placé sur une telle orbite, possède une caractéristique originale, celle de survoler une latitude terrestre à une heure locale constante. La zone ainsi survolée bénéficie donc d'un éclairement solaire sensiblement constant. Cet aspect répétif est mis à profit par les satellites d'observation de la Terre, dont les orbites sont majoritairement héliosynchrones : SPOT, ERS, HELIOS ... Ce sont des orbites très inclinées (voir INCLINAISON), passant donc à proximité des pôles du globe terrestre.
      Dans le cas d'une orbite circulaire, l'ellipse décrite est un cas particulier : le cercle. Sur une telle orbite, le satellite reste à une distance constante par rapport à la surface de la Terre, sa vitesse est également constante. A une altitude donnée correspond une seule vitesse sur orbite (vitesse de satellisation) et réciproquement.

    Quelques exemples :
     
    Altitude depuis la Terre Vitesse nécessaire Type d'orbite
    200 km 7,8 km/sec Basse
    1000 km 7,3 km/sec Basse
    36000 km 3 km/sec Géostationnaire
    384000 km 1 km/sec Orbite de la lune
    L'inclinaison de ces orbites peut être choisie librement entre 0° (orbite dans le plan de l'équateur) et 90° (orbite polaire survolant les deux pôles).
     

    L'orbite géostationnaire est une orbite circulaire, située à une altitude de 36000 km et dans le plan de l'équateur. Sur cette orbite, un satellite tourne à la même vitesse que la Terre (une révolution toutes les 24 heures). Un observateur situé sur Terre voit donc le satellite toujours dans la même position, dans le ciel il semble fixe. Cette particularité est mise à profit pour la transmission d'informations (téléphone, télévision directe, données numériques etc...) car les antennes au sol sont alors orientées dans un direction fixe : elles visent le satellite. Cette orbite est unique, et les satellites, très nombreux, qui l'utilisent sont assignés à des places qui font l'objet d'accords internationaux.
      Il s'agit de l'orbite sur laquelle les lanceurs ARIANE injectent les satellites destinés in fine à l'ORBITE GEOSTATIONNAIRE. Cette orbite est très elliptique, ARIANE injectant son ou ses passagers au PERIGEE situé à 200 km d'altitude pour une vitesse de 9,7 km/sec, l'APOGEE étant situé à l'altitude géostationnaire (36000 km). La situation géographique de Kourou permet de donner une inclinaison très faible à cette orbite (7° en standard, voire moins). Le satellite a alors besoin d'une quantité minimales d'ERGOLS pour se placer définitivement sur l'orbite géostationnaire. Corrélativement et grâce à la grande précision d'Ariane, le satellite conservera un masse plus importante d'ERGOLS pour ses manoeuvres orbitales ultérieures, ce qui lui assurera une durée de vie plus longue au bénéfice de son propriétaire.

    ERGOLS
    Les ergols sont des substances chimiques simples ou composées, constituant le combustible carburant et le comburant utilisés par les moteurs assurant la propulsion de lanceurs spatiaux tels Ariane. Cette association combustible/comburant constitue un PROPERGOL.

    PROPERGOLS SOLIDES
    Dans cette technologie le combustible est solide, il s'agit d'un produit, s'apparentant aux matières plastiques, qui contient le comburant lui aussi solide (perchlorate d'ammonium). Utilisé pour les propulseurs d'appoint d'Ariane 4 (PAP) et pour les étages d'accellération d'Ariane 5 (EAP), le propergol solide est coulé en usine dans le corps métallique du propulseur souvent appelé booster. Cette technologie permet d'obtenir des poussées très élevées, sur des durées relativement courtes, donnant au lanceur Ariane l'accélération nécessaire à son décollage et à ses premiers instants de vol.

    ERGOLS LIQUIDES
    Dans cette technologie, le combustible et le comburant sont tous deux des liquides contenus séparéments dans les réservoirs de l'étage d'Ariane considéré. Leur mélange dans la chambre de combustion du moteur produit une grande quantité de gaz à très haute température. Ces gaz, accélérant dans le divergent du moteur créent une poussée, transmise au lanceur, qui peut ainsi accroitre sa vitesse, et cela jusqu'à satellisation de sa charge utile.

    ERGOLS STOCKABLES
    Il s'agit d'ERGOLS LIQUIDES à la température ambiante. Ariane 4 utilise de tels ergols pour ses premiers et deuxième étages (L220 et L33) et pour certains de ses propulseurs d'appoint (PAL). Pour Ariane 4, le comburant est du N2O4 (Peroxyde d'Azote) et le combustible un mélange d'UDMH (Unsymetrical Dimethyl Hydrazine) et d'hydrate d'hydrazine. Des couples d'ergols similaires sont utilisés pour l'EPS d'Ariane 5 et par les satellites pour leur moteur d'APOGEE et de contrôle d'altitude. Tous ces couples sont dits hypergoliques car le simple contact des deux corps chimiques entraine leur inflammation.

    ERGOLS CRYOTECHNIQUES
    Ces ERGOLS ne sont liquides qu'à de très basses températures. Il s'agit du couple Hydrogène liquide (LH2, -253°C) et Oxygène liquide (LO2 ou LOX, -183°C). Ce couple est utilisé par Ariane 4 (troisième étage, le H10) et par Ariane 5 (EPC, le H155). Cette technologie très performante nécessite une grande maîtrise des techniques du froid, notamment la construction de réservoirs d'étage tout à la fois isolants et très légers.

    VIKING
    Le Viking est un moteur à ERGOLS STOCKABLES (N2O4, UDHM) utilisé, sous différentes versions, pour les propulseurs d'appoints ainsi que les premiers et deuxième étages d'Ariane 4. Ces moteurs sont dotés d'une turbopompe qui aspire chaque ergol dans son reservoir et l'injecte sous forte pression dans la chambre de combustion. La poussée par moteur, dans le vide, est supérieure à 75 tonnes.

    VULCAIN
    Le moteur Vulcain, ou HM60, est le moteur de l'Etage Principal d'Ariane 5. Il utilise le même couple d'ERGOLS CRYOTECHNIQUES que le troisième etage d'Ariane 4. Il est muni de deux turbopompes séparées, une pour le LOX et une pour le LH2. Sa mise au point lui a permis d'accumuler de nombreuses minutes de fonctionnement au banc d'essai, avant même son premier vol. A noter qu'il est allumé au sol, dans les dernières secondes précédant le décollage, de sorte que si les calculateurs le surveillant, détectent une anomalie, il peut être automatiquement arreté et le lancement reporté. Cette fonction de surveillance existe également pour les moteurs VIKING d'Ariane 4, allumés eux aussi au sol.

    AESTUS
    Il s'agit du moteur de l'EPS d'Ariane 5. Cest un moteur à ERGOLS STOCKABLES sans turbopompes : les ERGOLS sont chassés des réservoirs vers le moteur par de l'Helium embarqué, sous haute pression, à bord de l'EPS.
     

     
     
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