Les orbites basses, communément appelées LEO (Low Earth Orbit), jouent un rôle crucial dans l'exploration de l'espace et l'infrastructure spatiale. Elles sont situées à des altitudes comprises entre 160 km et 2 000 km au-dessus de la surface de la Terre.
Ce domaine orbital est le plus proche de la planète, en-dessous de cette limite (160 km), plusieurs facteurs physiques empêchent un satellite de maintenir une orbite stable. En effet, la traînée atmosphérique devient si forte que l'énergie cinétique du satellite est rapidement dissipée. Cette traînée provoque une dégradation progressive de l'orbite, amenant le satellite à perdre de l'altitude et à descendre dans des couches atmosphériques plus denses. Cela aboutit finalement à une désintégration par friction thermique ou une rentrée atmosphérique.
Les orbites basses, entre 160 et 2 000 km, permettent aux objets en LEO d’effectuer une révolution complète autour de la Terre en 90 à 120 minutes, avec une vitesse orbitale d'environ 7,8 km/s (soit environ 28 000 km/h).
En raison de leur proximité, les satellites en orbite basse permettent une observation répétée de la surface terrestre.
En LEO, un satellite ne peut observer qu'une petite portion de la surface terrestre à un instant donné, nécessitant plusieurs satellites pour une couverture globale continue.
En 2020, selon l'Union of Concerned Scientists (UCS), il y avait environ 1 918 satellites en orbite basse. Depuis lors, ce nombre a considérablement augmenté, en grande partie grâce aux méga-constellations de satellites comme Starlink (12000 en phase 1).
Les orbites basses présentent plusieurs avantages en raison de leur proximité avec la Terre, ce qui leur confère des applications variées dans plusieurs domaines technologiques, scientifiques et industriels.
Les constellations de satellites en orbite basse sont de plus en plus utilisées pour offrir des services de télécommunications et d'Internet haut débit. Les orbites basses permettent de réduire le temps de latence par rapport aux satellites géostationnaires (36 000 km), ce qui est crucial pour les communications en temps réel.
- Exemples : Starlink, OneWeb, Telesat, etc.
Les satellites en orbite basse sont couramment utilisés pour la surveillance de la Terre, la cartographie, la météorologie, et l'observation environnementale. Grâce à leur proximité, ils peuvent obtenir des images haute résolution de la surface terrestre (changements climatiques, surveillance agricole, gestion des catastrophes naturelles, etc.).
- Exemples : Sentinel (ESA), Landsat (NASA), CloudSat (NASA), SMAP (NASA), etc.
Les orbites basses sont utilisées pour les satellites militaires et de renseignement, qui fournissent des informations cruciales sur les mouvements militaires, les activités de surveillance, et le contrôle des frontières. Leur proximité permet des révisions fréquentes et des capacités de surveillance améliorées.
- Exemples : Corona (États-Unis), Zenit (Russie), etc.
De nombreux instruments scientifiques et observatoires spatiaux sont placés en orbite basse pour observer à la fois la Terre et l'espace. L'orbite basse permet également des missions humaines dans l'espace.
- Exemples : la Station spatiale internationale (ISS), les télescopes spatiaux (Hubble, JWST), etc.
L'encombrement croissant des orbites basses en débris spatiaux pose des problèmes pour la sécurité des satellites et des missions. Des satellites capturent ou redirigent les débris vers l'atmosphère terrestre pour leur destruction.
- Exemple : RemoveDEBRIS (ESA), ClearSpace-1 (ESA), etc.
Le tourisme spatial utilise les orbites basses pour des vols courts permettant d'expérimenter la microgravité.
- Exemples : SpaceX Dragon, Blue Origin.
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