V.1.4 - Dernière mise à jour : 18/02/2022
Les vecteurs portent les capteurs. Les plus fréquents sont :
fig. 1. Les grandes divisions de l'espace proche et leur fréquentation par les engins spatiaux
Source VERGER 1992, pp. 8-9.
1.1.1. Les avions
- Volent en général entre 3 000 et 8 000 m
=> échelles des documents comprises entre le 1/2 000 et le 1/80 000
- Certains volent en hyper altitude vers 12 000 m (Mystère 20, U2 ...)
=> échelles des documents entre le 1/100 000 et le 1/120 000
En résumé, les avions :
- fournissent une large palette d'échelles ;
- possèdent une grande souplesse d'utilisation (ULM, petits mono-moteurs, ...)
Mais
- Coûts très élevés pour les missions de grande ampleur (IGN et autres gros prestataires)
- Leur utilisation ira probablement décroissante, sauf niches spécifiques.
Les drones remplacent de plus en plus les avions pour des missions de petite emprise sur des zones :
L'altitude de vol est de quelques centaines de mètres.
- Les stations orbitales
Skylab : 1ère station orbitale américaine
=> mission de télédétection en 1973
Saliout et Mir pour les Soviétiques puis Russes
- Les navettes spatiales
Embarquent des laboratoires
=> Spacelab en 1983 pour 11 jours
=> échelles des documents 1/880 000 (Contact Metric Camera)
vues de 180 km de côté, pixel de 30 m, alt. de vol 250 km, focale 30,5 cm
=> Cartographie du géoïde par interférométrie radar (Endeavour, février 2000)
La mission Endeavour STS99 en chiffres : 11 jours de mission pour 6 équipiers (coût 200 millions de dollars), l'équivalent de 15 000 CDRom enregistrés, 80 % des terres couvertes (soit 123 millions de km² entre 60° N à 54° S) pour 95 % de la population mondiale, résolution horizontale de 30 m pour les militaires et 90 m pour les civils (résolution verticale de 6 m pour les militaires et 30 m pour les civils, vol à 233 km d'altitude.
Le SRTM (Shuttle Radar Topographie Mission) avait pour but de cartographier la Terre en 3 dimensions en 9 jours. Le SRTM utilise des radars, à ouverture synthétique, SIR et SAR , en bandes C et X pour lire la suite, cliquez sur ce lien : la Terre en relief
En résumé, les vols habités :
- coûtent très cher ;
- de plus, ils n'enregistrent que lorsqu'ils sont habités (stations) ou en vol (navettes).
D'où l'utilité des stations automatiques, des satellites et des sondes.
La diversité des missions en quelques exemples (cf. VERGER 1992 pour le développé des têtes de chapitre)
1.3.1. Les missions scientifiques circumterrestres
Objectif Terre
a) la géodésie spatiale
- Détermination des formes de la Terre
=> Cartographie du géoïde par altimétrie radar (ERS, ...)
=> analyse des mouvements de l'écorce terrestre (interférométrie radar, ...)
b) l'observation de l'environnement terrestre
=> étude de la haute atmosphère (satellites météo, ...)
c) les observations astronomiques
=> pour éviter les perturbations des basses couches de l'atmosphère
1.3.2. Exploration hors des orbites géocentriques
Comparer la Terre aux autres planètes du système solaire (voire, plus loin encore !!!)
Exploration et géographie : encore de la géodésie spatiale
Détermination de la topographie de satellites naturels ou d'astéroïdes
=> Cartographie topographique et géologique de la Lune (Clémentine, janvier 1995)
La mission Clémentine en chiffres : 71 jours de mission (coût 75 millions de dollars), 2 millions d'images dans l'ultraviolet, le visible et l'infrarouge, résolution de 100 à 200 m. Puis, survol de l'astéroïde Géographos pour évaluer ses richesses minières (100 km d'altitude, soit 5 m de résolution).
1.3.3. L'observation de la terre
L'un des plus grands domaines de l'activité spatiale.
Les satellites offrent des données :
- répétées (entre deux prises de vue d'un même point d'1/2 heure à 26 jours) ;
- synoptiques (leur juxtaposition couvre la planète) ;
- sans contraintes des frontières politiques (hors embargo).
a) La météorologie
=> au quotidien
=> la prévision des cataclysmes naturels
Missions TIROS depuis 1960, puis NOAA pour les satellites à défilement et à partir de 1966, des satellites géostationnaires (GOES, METEOSAT, ...)
b) Les ressources terrestres
Depuis 1967, Traité International de l'Espace, libre exploration et utilisation de l'espace extra-atmosphérique
=> pas de frontières aux données contrairement aux photographies aériennes
De très nombreux programmes d'exploration :
bien sûr
- américains (Landsat , ...) ;
- russes (Kosmos, ...)
- européens (SPOT, ERS, ...) ;
- canadiens (Radarsat, ...) ;
mais aussi
- japonais (MOMO, ...)
- indiens (IRS, ...)
c) La connaissance de l'environnement global
=> le suivi du Global Change (trou dans la couche d'ozone, péjoration climatique, élévation du niveau des mers, ...)
Missions NOAA (thermographie), ERS (altimétrie radar), TOPEX-Poséidon, ...
d) La reconnaissance militaire
- Espionnage
- Application des traités
Programmes KH et Big Bird (USA), Kosmos (Russie), Hélios (fr, al, it)
1.3.4. Télécommunications, navigation et localisation
a) Télécommunications
acheminement des flux d'informations
=> surtout par satellites géostationnaires
b) Navigation et localisation
Localisation précise : de quelques mm à quelques hm !
=> surtout par satellites à défilement
Systèmes les plus connus :
- Navstar-GPS (américain)
- DORIS (fr) et Argos (franco-américain)
En résumé, les satellites d'observation de la Terre:
- sont dotés d'une forte répétitivité ;
- enregistrent à faible coût ;
- ont une résolution spatiale qui va croissante.
Nécessite une technologie de pointe peu généralisée
- Russes : 3 bases
Baïkonour louée aux Kasaks, Plesetsk (militaire) et Volgograd (la - utilisée)
- USA : 3 bases
Cap Canaveral, Vandenberg (Calif, militaire) et Wallops (Virginie)
- France : Kourou depuis 1964 (Hammaguir en Algérie jusqu'en 1967)
- Italie : San Marco (Kenya, plateformes pétrolières reconverties)
et l'Australie (1 base), le Japon (2), la Chine (3), l'Inde (1) et Israël (1)
+ Irak (lanceur détruit pendant la Guerre du Golfe) et le Brésil (déjà quelques sondes)
La plateforme Sea Launch
=> Un consortium international : Boeing (40%), Kvaerner (Norvège, 20%), Energya (Rus., 25%) et Yuzhnoye (Ukraine, 15%)
=> Plateforme pétrolière reconvertie, tir par 154°W sur l'équateur mais port d'attache à Long Beach en Californie. 1er tir en mars 1999 ;
=> Après 30 lancements, elle est déclarée en faillite le 22 juin 2009
=> Reprise des vols après différentes péripéties dont le rachat par des capitaux russes et ukrainiens (guerre en 2014)
La Chine pourrait se lancer à son tour dans les plateformes proches de l'équateur...
a) Se positionner sur l'équateur
=> Pour bénéficier de l'effet de fronde
fig. 2. Vitesse tangentielle fournie par la rotation de la Terre aux latitudes de quelques bases de lancement
Source : VERGER 1992, p. 65
b) Éviter de tirer en direction des zones habitées
=> Des tirs majoritairement vers l'Est
Technologie moins difficile à maîtriser que celle des lanceurs
a) Environ 26 pays et organismes
OTAN, Arabsat, Intelsat, ESA, + 7 européens indépendamment de l'ESA
CàD : Russes, USA, RU, F, Al, Ita, Esp, NL, Lux, Suè, Tch, Aus, Can, Jap, Chi, Inde, Indonésie, Pak, Isr, Brés, Mex, Arg
Et ce pour tous les types de missions.
b) Plus quelques autres
Car c'est un enjeu Géostratégique et une source de revenus
D'un point de vue moins anecdotique qu'il n'y paraît :
Repris en quelques lignes sur le site wikipedia consacré aux Îles Tonga
Mais on n'envoie pas un satellite n'importe où dans l'espace :
- cela dépend de la mission
mais aussi
- d'un certain nombre de contraintes physiques.
On trouvera un bon point de départ pour toutes les informations relatives à l'espace sur : le portail de l'astronautique
Communiquez-moi sur la plateforme Moodle, à la rubrique travaux, les réponses aux questions suivantes :
Question n°2.1.1. Le programme ERS est-il :
a) Américain
c) Canadien
b) Européen
d) Russe
Question n°2.1.2. Pour bénéficier de l'effet de fronde, lors d'un lancement, vaut-il mieux tirer vers :
a) l'ouest
c) le nord
b) l'est
d) le sud
NB : les mots suivis de "*" font partie du vocabulaire géographique, donc leur définition doit être connue. Faites-vous un glossaire.