Questions aux experts
Ciel, Terre, Univers
Comment fonctionnent les satellites ?
Les élèves réalisent de petits travaux en sciences, sous forme d'exposés sur des thèmes qui les intéressent. Un élève s'est posé certaines questions sur les satellites pour son exposé, auxquelles je n'ai pas su répondre : celui-ci se demande à quoi servent les satellites et comment ils nous envoient des données utilisables.
Mon 01/03/04 - 13:00
On estime a plusieurs milliers le nombre de satellites artificiels autour de la Terre. La Lune est le seul satellite naturel.
Les satellites artificiels se decomposent en plusieurs categories :
Presque tous les satellites fonctionnent sur un principe assez simple : ils recoivent une information sous forme de lumière (au sens large, on dit onde électromagnétique en termes savants, ce qui comprend la lumière visible par l'oeil humain mais aussi la lumière infrarouge, ultraviolette, les rayons X, rayons gamma et les ondes radio) et après une transformation opérée dans le satellite, la renvoie vers la Terre sous forme d'onde radio.
On pourrait comparer un satellite à un téléphone portable avec caméra incorporée : le téléphone portable est parfois équipé d'une petite caméra électronique qui peut prendre des photos et ces photos sont transformées en information numérique (elles sont numérisées, ou digitalisées en franglais) puis cette information numérique est incorporée au signal radio qu'émet le téléphone.
Un satellite météorologique fait exactement pareil : il prend une photo de la Terre avec une caméra (nettement plus sophistiquée et performante que celle du téléphone portable, mais ce n'est pas le même prix non plus), la numérise et l'envoie vers la Terre par une onde radio. Donc, en résumé, tous les satellites d'observation ont des caméras de divers types qui prennent des images, les numérisent et les envoient au sol par l'intermédiaire d'une onde radio. Les satellites de télécommunications ou de télévision ont une autre fonction : ils reçoivent une onde radio émise du sol (appel téléphonique, émission de TV), l'amplifient à bord pour la renvoyer dans une direction précise (satellite de télécom) ou pour arroser toute une région du globe terrestre (satellite TV).
Le satellite de télécom remplace avantageusement les câbles sous-marins pour les grandes distances, le satellite TV rend plus facile la distribution de la TV partout sans être pratiquement gêné par le relief montagneux et sans avoir à déployer un coûteux réseau de réémetteurs (identiques au satellite TV sauf qu'ils sont enracinés dans le sol et plus faciles a mettre en oeuvre).
Comme je le mentionnais ci-dessus, l'oeil humain n'est pas sensible aux ondes radio mais c'est une forme de lumière comme une autre. On pourrait très bien imaginer que la liaison entre le satellite et le sol se fasse par onde lumineuse en employant des lasers mais il est évident que cela poserait des problèmes (nuages, obstacles coupant le faisceau) auxquels les ondes radio ne sont pas ou peu sensibles.