Orbite géostationnaire : qu'est-ce que c'est ?

Parmi les différentes trajectoires qu'un satellite peut avoir dans l'espace, il y a l'orbite géostationnaire. C'est un cas particulier d'orbite géosynchrone qui entre dans la catégorie plus vaste encore des orbites géocentriques. Ces dernières désignent, comme leur nom l'indique, les trajectoires décrites par un engin spatial qui tourne autour de la Terre. La particularité de l'orbite géostationnaire, c'est qu'elle est décrite dans le même sens de rotation que la Terre. C'est-à-dire, d'ouest en est. Mais aussi qu'il s'agit d'une orbite circulaire -- soit d'une orbite d'excentricitéexcentricité nulle -- et qui présente une inclinaison nulle.

La période de révolutionpériode de révolution de l'orbite géostationnaire correspond à la période de rotationpériode de rotation sidérale de la Terre, soit environ 23 heures 56 minutes et 4,1 secondes. Et son altitude se situe exactement à 35.786 kilomètres au-dessus du géoïdegéoïde terrestre. Pour simplifier, on parle souvent d'orbite à 36.000 kilomètres. Le tout sur un plan confondu avec le plan équatorial.

Cette animation montre comment un satellite — le point rose — est placé en orbite géostationnaire — autour d’une Terre représentée par un disque bleu — à partir d’une orbite dite de transfert géostationnaire. © Phoenix7777, Wikipedia, CC by-SA 4.0

Satellites géostationnaires

Un satellite en orbite géostationnaire reste constamment au-dessus du même point de la surface de notre Planète. Cette caractéristique est utile aux satellites de télécommunication, par exemple. Car elle permet un pointage fixe des antennes de réception. Les satellites météorologiquessatellites météorologiques placés en orbites géostationnaires bénéficient quant à eux du fait qu'ils sont capables de couvrir alors quasiment l'ensemble de la Terre, à l'exception de zones situées au-dessus de 80° de latitudelatitude environ.

Un satellite géostationnaire est d'abord injecté sur une orbite elliptique dite de transfert géostationnaire -- ou Geostationnary transfer orbit (GTO) --, qu'il décrit de manière spontanée. Son apogée est proche de l'altitude définitive et son périgée est à environ 200 km d'altitude. L'orbite est ensuite progressivement circularisée grâce à trois ou quatre poussées du moteur d’apogée, mis à feu lors de passages du satellite à l'apogéeapogée.

Amener le satellite à une telle altitude demande des moyens importants. Les fusées Ariane, par exemple, permettent de telles mises en orbite. Les navettes américaines en étaient incapables.

L'orbite géostationnaire est une orbite relativement encombrée. En fin de vie, les satellites qui l'occupent doivent donc laisser place nette. Ils sont alors renvoyés vers ce que l'on nomme une orbite de rebut ou une orbite poubelleorbite poubelle.