Comment les satellites orbitent-ils autour de la Terre ?

Les satellites sont, dans une certaine mesure, des objets « mystérieux ». Ils voyagent dans l’espace, ce qui ressemble à un endroit exotique car la plupart d’entre nous n’y sont jamais allés. Ils sont si loin que nous ne pouvons pas les voir. Ils coûtent généralement des millions ou des milliards de dollars, ce qui signifie qu’aucun d’entre nous n’en possédera jamais personnellement. Et ainsi de suite

La mécanique orbitale peut également être mystérieuse car il n’y a pas de moyen facile pour nous de faire personnellement l’expérience de la mécanique orbitale. Cependant, avec un peu d’imagination, vous pouvez comprendre très facilement l’idée de base de la mécanique orbitale. Il s’avère que nous jouons tout le temps avec la mécanique orbitale!

Pensez à ce qui se passe lorsque vous lancez une balle. Imaginez que vous vous tenez dans un grand terrain et que vous lancez une balle de baseball aussi fort que possible like comme un lanceur. La balle peut aller à 30 mètres (100 pieds) puis toucher le sol. Vous mettez la balle en orbite — C’est juste que l’orbite d’une balle est très courte!

Imaginez maintenant que vous avez tiré un fusil droit et de niveau au lieu de lancer une balle. La balle peut parcourir un mile (1,6 km) avant de succomber à la gravité et de toucher le sol.

Imaginez maintenant que vous tirez sur un très gros canon capable de donner à son obus une vitesse initiale extrêmement élevée. Imaginez également que notre monde soit complètement recouvert d’eau pour éliminer les soucis de collines, et que le canon soit tiré droit et de niveau. Son chemin pourrait ressembler à l’image de droite.

Dans ce diagramme, vous pouvez voir que la coquille va assez loin pour suivre réellement la courbe de la terre pendant un certain temps avant de toucher le sol.

Une chose qui gomme ces exemples est la résistance à l’air, alors imaginez que vous ayez emmené ce canon sur la lune et l’ayez monté au sommet de la plus haute montagne. La lune n’a pas d’atmosphère et est complètement entourée par le vide de l’espace. Si vous ajustiez la vitesse de l’obus juste et tiriez le canon, l’obus suivrait parfaitement la courbe de la lune. Il tomberait exactement au même rythme que la courbe de la lune s’en éloigne, de sorte qu’il ne toucherait jamais le sol. Finalement, il se courberait tout autour de la lune et s’enfoncerait à l’arrière du canon! Sur la lune, vous pourriez en fait avoir des satellites sur des orbites extrêmement basses comme ça just à un kilomètre ou deux du sol pour éviter les montagnes. Et les satellites pourraient être lancés à partir de canons.

Sur terre, ce n’est pas si facile car les satellites doivent s’élever au-dessus de l’atmosphère et dans le vide de l’espace pour orbiter pendant n’importe quelle durée. 200 miles (320 km) de haut est à peu près le minimum pour éviter les interférences atmosphériques. Le télescope spatial Hubble orbite à une altitude de 600 km environ. Mais le principe est exactement le même. La vitesse du satellite est ajustée pour qu’il tombe sur la terre au même rythme que la courbe de la terre s’éloigne du satellite. Le satellite tombe perpétuellement, mais il ne touche jamais le sol!

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