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Orbite géostationnaire



  1. #1
    jimmy the mac

    Orbite géostationnaire


    ------

    Bonjour, je me pose des questions en rapport avec les orbitales...
    Je n'ai pas un niveau de folie en physique, donc bon un peu d'indulgence svp.

    Je me demande pourquoi il est difficile de placer un satellite en orbite géostationnaire, alors que les avions (ou même des ballons de haute altitude) sont d'une certaine manière géostationnaires.

    Je m'explique, un avions "avance" en même temps que la rotation de la terre, donc est considéré dans le référentiel du sol terrestre. (comme si il se déplacé au sol en 2 D)

    Un satellite lui est dans un autre référentiel ok, pourquoi ne reste il pas synchrone avec la rotation de la terre, comme l'avion ?

    Je sais que le champs de gravité est en 1/R^2 , donc ca doit jouée, mais c'est pas claire dans mon esprit.


    Quelqu'un pourrai gentillement me répondre ca serrai sympa


    Cdlt

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    bb98

    Re : Orbite géostationnaire

    Bonjour et bienvenue

    Il est bien de se poser des questions, mais il faut "bien poser" les problèmes
    La maxime dont il faut se souvenir : "un problème bien posé est à moitié
    résolu"

    Un avion, un ballon sont dans l'atmosphère, parfaitement entrainés par la rotation
    de la Terre et de l'ensemble de son environnement. Un avion n'est d'ailleurs en
    rien "géo stationnaire" sinon, on aurait du mal à aller de Paris à New York..
    Un ballon fixe en haute altitude peut, lui, être assimilable à un objet géo stationnaire;
    d'ailleurs il y a des "points hauts" pour la radio ou le téléphone mobile de ce type, mais
    tout se passe comme si ce ballon était au bout d'une ficelle, si longue soit elle.

    Un satellite c'est tout autre chose : c'est un objet auquel on a communiqué une
    vitesse importante pour qu'il soit en chute libre autour de la Terre. On montre qu'il
    existe une orbite singulière ( à 36 000 km environ) où la vitesse du satellite est
    telle qu'il fait le tour de la Terre en 24 h environ : il apparait alors relativement fixe
    dans le ciel de quelques observateurs, d'où son usage en télécommunications

    Bien sûr, attendre d'autres avis

  4. #3
    jimmy the mac

    Re : Orbite géostationnaire

    Bonsoir et merci pour vôtre réponse

    effectivement je me suis peut-être mal exprimé,
    concernant l'avion, je vais préciser :
    -prenons un avions qui relie Bogota à Dubai (pas très loin de l'équateur), aussi haut soit-il dans l'atmosphère, la rotation de la terre ne rentre pas en compte dans le déplacement de l'avion. Il se passe comme si l'avion se déplaçait au sol à sa vitesse, sans additionné ou soustraire la vitesse de rotation de la terre selon le sens est-ouest. Idem c'est comme si il y avait une ficelle reliée au sol qui se déplace à la vitesse de rotation au quelle s'additionne la vitesse de l'avion dans l'air. Dans un référentielle héliocentrique, et non du sol, la vitesse de l'avion est l'addition des deux, j'ai tord ?
    L'explication que vous donnez c'est que l'atmosphère entraine l'avion à la même vitesse que la rotation terrestre globalement?


    Pour les ballons en haute altitude les frottements deviennent excessivement négligeant... comment expliqué cette ficelle en absence presque d'atmosphère ?


    Enfin lorsqu'un satellite quitte l’atmosphère, à quelle moment cette ficelle se rompt ? entre elle en jeux dans sa vitesse par un effet d'entrainement ?
    y a t'il un phénomène semblable à celui de Coriolis ?


    Cordialement

  5. #4
    phys4

    Re : Orbite géostationnaire

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    Pour les ballons en haute altitude les frottements deviennent excessivement négligeant... comment expliqué cette ficelle en absence presque d'atmosphère ?

    Enfin lorsqu'un satellite quitte l’atmosphère, à quelle moment cette ficelle se rompt ? entre elle en jeux dans sa vitesse par un effet d'entrainement ?
    y a t'il un phénomène semblable à celui de Coriolis ?
    Bonsoir,
    Les ballons sont toujours portés par l'atmosphère, qui tourne avec la Terre quelle que soit l'altitude.
    Pour les satellites c'est différent, ils sortent de l'atmosphère et n'ont plus de lien avec la Terre.
    Au déprt la fusée de lancement pourra profiter de la rotation de la Terre et bénéficiera donc d'un vitesse initiale d'appoint de 460 m/sec , vitesse de rotation 2quatoriale.

    Pour être satellite à 36 000 km d'altitude elle devra tourner à 3,4 km/sec, cette vitesse il faut donc lui ajouter, en plus du besoin de le monter de 36 000 km, ce qui représente beaucoup d'énergie.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    jimmy the mac

    Re : Orbite géostationnaire

    Merci

    Donc les ballons sont portés par l'atmosphère,
    comme un bateau l'est par l'océan en quelque sorte....


    Salutations

  8. #6
    phys4

    Re : Orbite géostationnaire

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    Donc les ballons sont portés par l'atmosphère,
    comme un bateau l'est par l'océan en quelque sorte....


    Il existe des ballons assez grands et légers pour aller très haut, les limites actuelles sont de 40 à 50 km. Au delà l'air est trop raréfié pour porter un ballon.
    Comprendre c'est être capable de faire.

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  10. #7
    saint.112

    Re : Orbite géostationnaire

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    Je me demande pourquoi il est difficile de placer un satellite en orbite géostationnaire, alors que les avions (ou même des ballons de haute altitude) sont d'une certaine manière géostationnaires.
    Il n'est pas difficile du tout de placer un satellite en orbite géostationnaire, on le fait tous les jours ou presque. C'est seulement extrêmement couteux.

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    Je m'explique, un avions "avance" en même temps que la rotation de la terre, donc est considéré dans le référentiel du sol terrestre. (comme si il se déplacé au sol en 2 D)
    Tu supposes qu'un avion ferait un vol stationnaire. Un hélicoptère peut le faire mais ça coute les yeux de la tête et il couvre un territoire ridicule. Un ballon est soumis aux caprices du vent.
    La période orbitale d'un corps quelconque dépend de son altitude. Sur l'orbite basse, LEO pour les intimes, celle de l'ISS, à ~400 km, elle est de ~90 mn, ce qui est donc très rapide vu du sol. Pour avoir une période orbitale de 24h, donc géostationnaire, GEO pour les intimes, il faut monter à 36000 km. Une fois en place il faut juste quelques corrections mineures et il couvre un territoire immense. La mise en orbite coute cher mais ensuite plus rien.

    Nico
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  11. #8
    jimmy the mac

    Re : Orbite géostationnaire

    Bonjour,
    Disons que je suppose que l'avion est synchrone avec la rotation de la terre,
    or si il est synchrone, ca serrait parce que l'atmosphère est "attachée de marnière globale à la terre par la gravitation...ok

    Ce qui est à l'origine de mes questionnements c'est cette affirmation dans un article que j'ai lue:

    La force de gravitation tend à synchroniser la rotation d'un satellite avec la rotation du corps autour duquel il est en orbite, jusqu'à ce que les deux corps apparaissent fixes dans le ciel vus l'un de l'autre. Or la terre est un satellite du soleil et a elle-même un satellite (la lune), ce qui soumet la terre à (principalement) deux influences opposées. <<< Esct-ce vrai ? Si oui pourquoi tous les satellites ne tendent pas vers cette synchronisation après quelques cycles ?

    En tant que membre du couple Terre-Lune, la Terre devrait tourner sur elle-même en un mois lunaire. La vitesse de rotation de la Terre étant actuellement plus grande, il y a un ralentissement de la Terre et l'énergie de rotation ainsi récupérée est transférée en énergie potentielle de la Lune, qui se traduit par un éloignement de la Lune (qui augmente la durée du mois lunaire).
    En tant que membre du couple Soleil-Terre, la Terre devrait tourner sur elle-même en une année (elle aurait alors par rapport au soleil une « face éclairée » et une « face cachée », comme actuellement la Lune vis-à-vis de la Terre ; voir aussi Mercure)

    Des calculs suggèrent qu'il faudra plusieurs milliards d'années pour arriver à une synchronisation, voire plus que la durée de vie estimée du Soleil8. La rotation du soleil sur lui-même, celle de la Terre autour du soleil, et celle de la lune autour de la terre seraient alors identiques.

    <<<< or il y a déjà plus de 4x 10^9 années dans l'histoire de système solaire, et cette synchronisation théorique n'est pas encore...

  12. #9
    Dynamix

    Re : Orbite géostationnaire

    Salut

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    La force de gravitation tend à synchroniser la rotation d'un satellite avec la rotation du corps autour duquel il est en orbite,
    C' est faux .
    C' est l' effet de marée qui tend à synchroniser les vitesses de rotation .

    Citation Envoyé par jimmy the mac Voir le message
    Si oui pourquoi tous les satellites ne tendent pas vers cette synchronisation après quelques cycles ?
    Ils tendent , mais à l' échelle de l' univers pas pressé .
    Il a l' éternité devant lui , contrairement à nous .
    Et ça peut prendre des milliards de cycles .

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