Parcours de satellites

[Dlzlogic]

Bonjour,
Je viens de regarder le film sur TF1, très bien fait, mais là n'est pas ma question.
Il y a un évènement important : l'explosion d'un satellite et les collisions provoquées par les débris.
Je sais bien que c'est un scénario catastrophe et cinématographique.
Ma question est la suivante : étant donné les satellites qui gravitent autour de la terre, étant donné leur altitude, ils suivent une orbite précise. Si par accident un satellite se désintègre, les différents morceaux suivront la même orbite. Vrai ou faux ?
J'imagine très bien qu'un élément quelconque, suivant une orbite quelconque, peut heurter un satellite.
Je suis de la génération où ces notions étaient inconnues, au moins, ne faisant pas partie des cours. Donc, je cherche à m'informer.
Merci de me donner quelques explications ou, par défaut, un lien qui m'expliquerait le fonctionnement. Bien sûr, je préfère les échanges.
Merci d'avance,
Bonne soirée.
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[Amanuensis]

Ma question est la suivante : étant donné les satellites qui gravitent autour de la terre, étant donné leur altitude, ils suivent une orbite précise. Si par accident un satellite se désintègre, les différents morceaux suivront la même orbite. Vrai ou faux ?

C'est à peu près poser la même question: soit un voiture au sol, si par accident elle se désintègre, les différents morceaux resteront-ils sur place?

La réponse est évidemment que cela dépend de la manière dont la désintégration se fait. Si c'est par une violente explosion, la réponse est non.

Si c'est non explosif, i.e., que les morceaux n'acquièrent pas de vitesse relatives les uns aux autres, ils resteront au premier ordre groupés. À plus long terme ils se sépareront (ils suivront des orbites significativement différentes) en particulier parce qu'à des distances un peu différentes du centre de la Terre, d'où des forces de gravitation un peu différentes.

[saint.112]

La création de débris peut avoir plusieurs causes :

• Cas qui était très fréquent mais qui est un peu plus contrôlé : une explosion interne soit d'un réservoir d'ergol soit d'une batterie. Les débris partent alors dans tous les sens et donc se dispersent sur des orbites différentes de celle du satellite. Au fil du temps la dispersion augmente.
• Collision avec autre objet. Là aussi cela donne aux débris des énergies cinétiques dans tous les sens, d'où le même effet.
• Il y a aussi un cas qui est mal connu c'est la collision entre débris qui ne peut qu'augmenter à mesure que leur quantité augmente.

De toutes façons il suffit d'un petit ∆V dans une direction divergente de l'orbite initiale pour qu'à la longue l'objet s'éloigne énormément.
Nico

[Dlzlogic]

Bonjour,
Merci pour vos réponses. En fait, c'est une chose dont je n'avais pas pris conscience c'est que l'énergie initiale au moment de l'explosion était non négligeable et donc faisait changer l'orbite des éléments les uns par rapport aux autres.
C'est plus clair dans mon esprit.
Bonne journée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Carcharodon]

Salut,

Le problème des débris spatiaux est un problème complexe qui regroupe de nombreux cas de figure ayant des conséquences très différentes.
Il s'agit donc des problèmes des débris.

Pour résumer, le souci principal se situe actuellement au niveau de l'orbite MEO (Medium Earth Orbit, surtout entre 800 et 1500 km pour le problème considéré de débris spatiaux).
Car il y a pas mal de matos a cette altitude (satellites militaires et d'observation terrestre) et il faut beaucoup de temps (siècles voir millénaires) pour que ces altitudes se nettoient "naturellement".
Naturellement, c.a.d. a cause du frottement atmosphérique qui les ralentit progressivement (les effets atmosphériques sont mesurables jusqu’à ~2500 km) et qui fini par les faire se consumer dans l'atmosphère ou chuter au sol terrestre (s'il sont assez gros, tout ne brule pas).

En dessous de 800 km, ça se nettoie assez rapidement, (quelques dizaines d'années vers 800 km, quelques années a 400 km).

Au dessus, y a rien de particulier, sauf bien au dessus, a l'altitude d'abord des satellites de positionnement (sigle anglais GNSS pour Global Navigation Satellite System), type GPS / GLONASS / BEIDOU / GALILEO ...
Leurs altitudes tournent autour de ~20 Mm (20 000km).

Puis il y a l'altitude géostationnaire, GEO, à 36 Mm.

A l'altitude des GNSS et GEO non plus, le problème de débris n'est pas critique, comme en dessous de 800 km.

Mais a l'altitude MEO, il y a pas mal de truc obsolètes qui n'ont pas été prévus pour redescendre a leur fin de vie et qui constituent des corps morts, qui peuvent même potentiellement finir par exploser en répandant un nuage de débris qui va ne faire que croitre en taille au cours du temps.
Et même s'ils n'explosent pas tous (et loin de là, heureusement) ils constituent, à leur arrêt opérationnel, des obstacles non naturels pour les autres occupants de ces orbites. Obstacles qui peuvent les obliger à manœuvrer, et par conséquent, à diminuer leur durée de vie (car la durée de vie de ce type de satellite est souvent dicté par la gestion de ses réserves d'ergols).

De plus, avec l'arrivée prochaine de constellations de très nombreux satellites (parfois plusieurs centaines voir milliers pour une seule constellation !) les orbites MEO risquent de saturer assez rapidement.
Cependant, toutes les agences spatiales ont bien pris conscience du problème, normalement suffisamment à temps pour pouvoir réussir à le gérer dans les décennies à venir (réserves pour désorbitation ou orbite cimetière en fin de vie).