Les satellites : de Spoutnik au GPS

Spoutnik 1, le premier satellite, mesurait 58 cm de diamètre, pesait 83.6 kg et faisait le tour de la Terre en environ 98 minutes.

Le bip entendu dans le monde entier

Le 4 octobre 1957, l’Union soviétique a placé le premier satellite artificiel en orbite. Le service historique de la NASA décrit Spoutnik 1 comme une sphère de la taille d’un ballon de plage, de 58 cm de diamètre, pesant 83.6 kg et faisant le tour de la Terre en environ 98 minutes sur une trajectoire elliptique. Il ne faisait guère plus qu’émettre un bip radio, mais quiconque possédait un récepteur pouvait l’entendre passer au-dessus de sa tête. Un mois plus tard, Spoutnik 2, de 508.3 kg, emportait la chienne Laïka. Les États-Unis ont répondu avec Explorer 1 le 31 janvier 1958 et, en juillet 1958, le Congrès a adopté le Space Act, la loi créant la NASA. La course à l’espace avait commencé.

Moins de quatre ans après Spoutnik, le 12 avril 1961, Youri Gagarine est devenu le premier humain dans l’espace. La NASA précise que son vaisseau Vostok 1 tournait autour de la Terre à 27 400 km/h, que le vol a duré 108 minutes et que Gagarine n’a pas atterri dans la capsule : il s’est éjecté et est descendu en parachute.

À quoi servent les satellites ?

Des milliers de satellites tournent aujourd’hui autour de la Terre, et leurs missions dépendent de leurs orbites. À quelques centaines de kilomètres d’altitude, les orbites basses permettent de prendre des images précises. Les satellites d’observation de la Terre, comme la série coréenne KOMPSAT (Arirang), y circulent ; ils survolent aussi la majeure partie du globe pendant que la Terre tourne sous eux. Les orbites moyennes conviennent à la navigation : GPS.gov décrit une constellation d’au moins 24 satellites à environ 20 200 km, répartis sur six plans orbitaux pour qu’au moins quatre soient visibles de presque partout. L’US Space Force exploite effectivement 31 satellites GPS opérationnels. Les satellites géostationnaires, à 35 786 km d’altitude, comme les satellites météorologiques coréens Chollian, observent en permanence tout un hémisphère terrestre.

Où verrais-tu un satellite géostationnaire depuis la Corée ? Il se trouve au-dessus de l’équateur ; depuis l’hémisphère Nord, il est donc toujours dans la partie sud du ciel. Un calcul géométrique simple donne sa hauteur : pour un satellite situé à ta longitude, elle vaut arctan[(cos φ − 6378 ÷ 42 164) ÷ sin φ]. À Séoul, où φ = 37.6°, cela donne environ 46° au-dessus de l’horizon plein sud ; depuis Jeju, plus au sud, environ 51°. Voilà pourquoi les antennes paraboliques en Corée pointent toutes à peu près vers le sud et s’inclinent selon cet angle.

Un récepteur GPS détermine sa position grâce au temps. Chaque satellite transmet sa position et l’heure exacte fournie par ses horloges atomiques embarquées. Le récepteur mesure le temps de trajet de chaque signal et le multiplie par la vitesse de la lumière pour obtenir des distances. Avec quatre satellites, il peut calculer sa position dans les trois dimensions ainsi que l’erreur de sa propre horloge. Comme la lumière parcourt 300 km en un millième de seconde, les horloges doivent être extrêmement précises : une erreur d’un millionième de seconde correspondrait déjà à 300 m.

La Corée dans l’espace

La Corée a obtenu son propre lanceur en 2022. Le 21 juin, la fusée Nuri (KSLV-II), développée par le KARI et lancée depuis le centre spatial de Naro, à Goheung, a placé un satellite de vérification des performances sur son orbite cible à 700 km. Le gouvernement a annoncé que la Corée devenait ainsi le septième pays à lancer un satellite opérationnel de plus d’une tonne avec sa propre technologie. En mai 2024, le pays a ouvert l’Agence aérospatiale coréenne (KASA) à Sacheon pour diriger les futurs programmes de fusées, de satellites et d’exploration lunaire.

Davantage de satellites, c’est aussi davantage de déchets : étages de fusées usagés, satellites hors service et fragments issus de collisions. À la vitesse orbitale, même une écaille de peinture possède beaucoup d’énergie. Les agences suivent donc les plus gros débris, et les engins spatiaux allument parfois leurs moteurs pour les éviter. Les nouvelles missions doivent désormais prévoir comment désorbiter leurs satellites en fin de service.