Sciences et Vision du Monde
Publié le 17/01/2022
Extrait du document
Thème : Sciences et Vision du Monde
Sujet : Suivi Technique du Lancement d’un Satellite
Couplage Disciplinaire : Mathématiques – PC - SVT
Présenté par : Faisal OBEIDAT
Hanna HADDAD
Eid TWAL
Fadi KARADSHEH
__________________________________Année Scolaire 2010-2011____
Sommaire
Introduction…………………………………………………………..…..….p.2
Fiche d’identité……………………………………………………………...p.3
Les Tests et Préparation………………………………………………...p.4
Lancement et Mise en Orbite…………………………………....p.5-6-7
Les Evolutions………………...............................................................p.8-9
Réalisation d’une Expérimentation…………………………….…p.10
Conclusion.…………………………………………………………...…......p.11
Sources…………………………………………………………………...…..p.12
Lexique……………………………………………………………………….p.13
Introduction
Un satellite (artificiel) est un objet fabriqué par l'homme, envoyé dans l'espace à l'aide d'un lanceur, gravitant autour d'une planète ou d'un satellite naturel comme la Lune.
Le sujet du satellite a de vastes domines d’exploration et son étude nécessite une maîtrise exceptionnelle des sciences terrestres, physiques, ainsi que des mathématiques.
Le projet qui suit a pour thème le suivi technique du lancement d’un satellite, qui sera présenté sous une forme fortement généralisée.
Nous identifierons tout d’abord, quelques composants basiques d’un satellite.
Puis, nous présenterons les différents tests auxquels un satellite est soumis avant le lancement.
Ensuite, nous montrerons, de façon générale, le lancement et la mise en orbite du satellite.
Nous présenterons par la suite les diverses évolutions techniques que rencontrent les satellites depuis les années 1970.
Enfin, exposerons à la clase et à l’ensemble des professeurs une simulation de lancement de fusée.
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Les Tests et la Préparation
Avant qu’un satellite ne soit lancé, il est testé de plusieurs façons. Par exemple, si les panneaux solaires ne s’ouvrent pas, il est inutilisable.
Tout d’abord, sa résistance aux conditions difficiles du lancement, tels que les fortes vibrations, des bruits intenses, une forte accélération est assurée. Ensuite on contrôle la mise en pression des réservoirs. Puis on met en place les batteries. Enfin, le débit des panneaux électrique est contrôlé. Il y a une inspection finale.
Lorsque la qualification des satellites est achevée, on prépare le satellite au lancement. Après le déballage, le satellite est installé dans une salle blanche, préservé de toute contamination biologique, de façon à ne pas emporter un organisme quelconque en espace, de peur d’affecter son exploitation et son étude.
Ensuite on remplit les ergols dans les réservoirs du satellite. Un ergol est une substance homogène destinée à fournir de l’énergie pour le satellite. C’est un produit toxique, dont des dispositifs de protection et de sécurité sont indispensables, lors de leur remplissage par les ergoliers.
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Lancement et mise en orbite
Lancement :
Le choix du lanceur est généralement fait par le propriétaire du satellite en question. Toute une série de lanceur est disponible sur le marché avec des capacités différentes. Un satellite peut souvent s’adapter a plusieurs lanceurs. Par exemple, les satellites de télécommunication les plus « gros « sur le marché sont compatibles avec l’Ariane européenne, la Delta américaine, les Proton et Soyouz russes et la Longue Marche chinoise.
Une fois en orbite, le satellite ne nécessite plus de carburant. Les fusées portant les satellites géostationnaires sont lancées, le plus souvent, près de l’équateur pour minimiser la quantité de carburant utilisée lors du lancement. Mais aussi car les géostationnaires tournent en orbite autour de l’équateur.
Une fois les tests nécessaires effectués, le lancement se fait vers l’est, dans le même sens que la rotation de la Terre. Cela fournit un supplément de vitesse au lanceur et au satellite. La vitesse maximale est atteinte au niveau de l’équateur.
Pour ces deux raisons, les bases de lancement situées près de l’équateur sont avantagées : on dit qu’elles ont un quasi-monopole des lancements de satellites.
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Mise en orbite :
Modélisation de la théorie de Newton
Selon Newton, pour qu’un objet puisse décoller de la Terre, il faut qu’il atteigne une certaine vitesse, appelé vitesse de libération. Celle-ci dépend de la masse de la planète, car plus elle est lourde, plus son champ d’attraction est important. Ainsi Newton a répertorié 5 cas de figure, A B C D E, pour la mise en orbite d’un objet :
Dans le cas A, la vitesse de l’objet est insuffisante et va retomber sur le sol. Plus la vitesse de l’objet est grande, plus loin sera la distance a laquelle il retombera, comme le montre le cas B.
Dans le cas C, La vitesse d’injection de l’objet est de 7,78 kilomètre par secondes, c’est-à-dire la vitesse de lancement de l’objet. C’est la vitesse minimale de satellisation pour un objet. Cette vitesse correspond à la périgée : l’orbite la plus proche de la terre. Elle est circulaire et basse, située a 200 km de la surface de la Terre.
Plus on augmente la vitesse d’injection l’orbite est plus éloignée de la terre. Par exemple : pour une vitesse
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d’injection de 8 km/seconde l’apogée de l’orbite est de 1000 km. Pour une vitesse de 10.2 km/seconde l’apogée est 36 000 km. La vitesse maximale de satellisation est représentée dans le cas D.
Si la vitesse d’injection dépasse les 11 km/seconde, l’objet échappe à l’attraction terrestre : il atteint la vitesse de libération de la terre ; c’est le cas E.
Ainsi, pour qu’une fusée puisse décoller de la terre elle doit atteindre la vitesse de libération, soit 11 km/seconde, tandis que sur la lune, la gravité est beaucoup plus faible, à cause de sa masse 4 fois moins importante. Donc pour que cette même fusée décolle de la lune elle doit atteindre une vitesse 4 fois moins importante que celle de la terre, soit de 1.7 km/seconde.
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Les évolutions
Objectifs fixés par les scientifiques :
1-L’allongement de la durée de vie.
L’allongement minimal visé pour les satellites géostationnaires est de 1 5ans, et celle des orbites basse, 10 ans.
2-L’augumentation des capacités des satellites commerciaux
L’amélioration des performances d’instruments pour les satellites scientifiques, tels que les
- répéteurs de données élément qui reçoit un canal bien déterminé, modifie sa fréquence et réémet ce canal avec une autre polarisation (qui est une propriété d’une onde électromagnétique)
- les processeurs (composant qui permet d’exécuter les programmes informatiques)
- émetteurs-récepteurs (instrument permettant la communication bidirectionnelle)
Evolutions depuis les années 1970 :
- Les satellites de télécommunications sont de plus en plus puissants mais pèsent toujours plus lourds.
- Ils possèdent une puissance électrique moyenne plus forte (30kW).
- Dans le ratio « masse charge utile/masse du satellite «, la capacité de la charge utile a augmenté, et ne cesse de devenir de plus en plus importante.
Le cout de lancement d’un satellite est actuellement de 10 000 à 20 000 dollars le kilo. Aucune solution technique n'a
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jusqu'à présent permis d'abaisser ce coût. Cependant, deux organisations américaines avaient pour objectif de diminuer ce cout considérablement, jusqu'à 3000 dollars par kg.
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Réalisation d’une expérience
Cette expérience a pour but de modéliser le lancement d’une fusée dans l’espace. Le protocole opératoire est assez simple est assez simple.
Il faut d’abord trouver une bouteille en plastique vide. Puis, on doit choisir un bouchon de liège d’une taille spécifique, permettant de boucher la bouteille. Ensuite, il faut trouer le bouchon de liège avec un embout gonfleur.
Apres avoir construit la « fusée «, on doit créer la base de lancement. On coupe une deuxième bouteille de plastique à l’aide d’un cutter. On la remplit cette demi bouteille de pierres pour qu’elle résiste au vent. On coupe ensuite un petit trou, de façon à renter la pompe dans la base.
Puis, on remplit la première bouteille d’eau (jusqu’au tiers) et on la pose dans la base de lancement, du côté bouché. On relit ensuite la pompe à l’embout, et donc à la fusée.
Il s’agit enfin de pomper de l’air dans la fusée, laissant a pression s’accumuler dans la partie supérieur. La bouteille est ensuite libérée, propulsée d’une douzaine de mètres au moins par l’eau éjectée.
Dessin d’une expérimentation de lancement d’une fusée
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Conclusion
Ainsi, il s’écoule souvent plus de dix ans entre le moment où le projet est accepté, et la date de mise en orbite du satellite.
La fabrication d’un satellite demande un travail de haute qualité et d’un personnel très qualifié. L’assemblage de tous les éléments du satellite doit se faire avec une précision extrême dans un espace complètement à l’abri de la poussière.
Le satellite, avant son lancement, est soumit à de nombreux tests très rigoureux. Il est ensuite envoyé à la base de lancement pour que les dernières préparations puissent être effectués.
Des calculs précis sont effectués pour assurer un lancement et mise en orbite impeccable, et surtout pour éviter une répétition de la catastrophe Nedelin, un accident survenu le 24 octobre 1960 au cosmodrome de Baïkonour (base spatiale russe). L'allumage prématuré des moteurs du second étage provoqua l'explosion de la fusée tuant entre 78 à 126 personnes.
Le lancement de satellites a connu de nombreuses évolutions en ce qui concerne la technologie. Mais en matière de coûts, aucune façon n’a été trouvée pour diminuer le cout de lancement, actuellement de 10 000 à 20 000 dollars par kilo.
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Sources
www-g.oca.eu
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Lexique
- HRS : Haute résolution stéréoscopique
- HRG : Haute résolution géométrique
- Ergol : substance homogène employée seule ou en association avec d'autres substances et destinée à fournir de l'énergie.
- Satellite géostationnaire : Un satellite géostationnaire est utilisé pour des activités d'observation, de télécommunications, ou bien de télédiffusion.
- Satellites a orbite basse : ce sont des satellites qui se déplacent (comme l’indique le nom) a une orbite basse pour mieux permettre la télécommunication. Ils comportent les satellites météorologiques à défilement les satellites d'imagerie terrestre comme Spot, d'analyse de l'environnement comme Envisat.
- Cosmodrome de Baïkonour : base spatiale la plus vieille et plus grande bas spatiale du monde.
- Apogée : point ou le satellite est sur l’orbite la plus éloignée de la Terre.
- Périgée : point ou le satellite est sur l’orbite la plus approchée de la Terre.
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Liens utiles
- BRAUDEL, Fernand (1902-1985) Historien, professeur au Collège de France (1949) et académicien (1984), il propose avec La Méditerranée et le monde méditerranéen à l'époque de Philippe II une vision nouvelle de l'histoire, qui intègre à son analyse les données des sciences géographique et économique.
- HÔLDERLIN. Vision du monde et religiosité Romano Guardini
- Personnages et vision du monde
- > Notre vision du monde doit-elle quelque chose au langage ?
- Le Monde Musulman par Robert Mantran Professeur à la Faculté des Lettres et Sciences humaines d'AixenProvence Au moment où les premiers croisés arrivent en Orient, dans les dernières années du XIe siècle, ils trouvent en face d'eux un monde musulman en plein bouleversement politique.