Dans le système mondial de télécommunications, l’utilisation de satellites artificiels pour fournir des liaisons de communication par satellite entre différents points au sol joue un rôle essentiel. Environ 5 600 satellites artificiels sont en orbite autour de la Terre et relaient des signaux analogiques et numériques transportant de la voix, de la vidéo et des données, vers et depuis un ou plusieurs endroits dans le monde.

Les satellites de communication servent de passerelle a un certain nombre de marchés spécialisés des télécommunications commerciales et privées, créant des liens entre les nations et renforçant l’interconnectivité mondiale.

La communication par satellite se compose de 2 éléments principaux : le segment terrestre, qui comprend l’émission, la réception et des équipements auxiliaires fixes ou mobiles, et le segment spatial, qui est principalement le satellite lui-même.

Une liaison par satellite typique implique la transmission ou la liaison montante d’un signal d’une station terrestre vers un satellite, qui reçoit et amplifie le signal et le retransmet vers la Terre, où les stations terrestres et les terminaux le reçoivent et l’amplifient à nouveau. Les récepteurs satellites au sol comprennent les équipements satellites fixes, les équipements de réception mobiles à bord des avions, les téléphones satellites et les appareils portatifs.

Comment fonctionne un satellite ?

Un satellite de communication est un système indépendant flottant dans l’espace. Il fournit sa propre alimentation électrique, maintient son altitude, résiste à l’environnement hostile de l’espace et veille à ce que que les dispositifs de mission fonctionnent normalement pendant la durée de vie requise.

La conception d’un satellite comprend l’étude conceptuelle, l’étude préliminaire et l’étude critique, sur la base d’un plan de système de communication par satellite, ainsi que la conception des exigences de performance et la construction de divers modèles de fabrication (BBM, modèle de tableau de bord ; EM, modèle d’ingénierie ; PFM, modèle proto-vol et, FM, modèle de vol).

Le satellite doit passer un test de vide thermique simulé dans une chambre spatiale, ainsi que des vibrations et d’autres tests nécessaires, avant d’être chargé et lancé sur une fusée.

Les principaux composants d’un satellite

• Système de communication : comprend des antennes et des transpondeurs pour recevoir et retransmettre les signaux.

• Système d’alimentation: contient des panneaux solaires qui fournissent de l’énergie; en ce sens, pendant le durée de vie du satellite, sa principale source d’énergie est la lumière du soleil. Cependant, il dispose également des batteries embarquées pour fournir de l’énergie lorsque le soleil est bloqué par la Terre.

• Système de propulsion: fournit les fusées qui propulsent le satellite et est nécessaire pour atteindre lla position orbitale correcte et apporter des corrections occasionnelles à cette position; un satellite en orbite géostationnaire peut dériver jusqu’à un degré par an du nord au sud ou de l’est à l’ouest, en raison de l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil. Le maintien de la position orbitale d’un satellite est appelé « station-keeping » et les corrections, « attitude control ». La durée de vie d’un satellite est déterminée par la quantité de carburant dont il dispose pour alimenter ces propulseurs. Une fois le carburant épuisé, le satellite finit par dériver dans l’espace et cesse de fonctionner, devenant un déchet spatial.

Les satellites fonctionnent à des températures extrêmes allant de -150 ° C (-238 ° F) à 150 ° C (300 ° F) et peuvent être soumis à des radiations dans l’espace, par conséquent les composants du satellite qui seraient exposés sont protégés par de l’aluminium et d’autres matériaux résistant aux radiations.

Le système thermique d’un satellite protège ses composants électroniques et mécaniques sensibles et les maintient à la température optimale pour assurer un fonctionnement continu. Il protège également les composants sensibles du satellite contre les changements extrêmes de température; il active les mécanismes de refroidissement lorsqu’il fait trop chaud et les systèmes de chauffage lorsqu’il fait trop froid.

Le système de télémétrie et de contrôle d’un satellite est une liaison de communication bidirectionnelle entre le satellite et la Terre. Cela permet à une station au sol de suivre la position d’un satellite et de contrôler sa propulsion, sa température et d’autres systèmes du satellite. Il peut également surveiller la température, les tensions électriques et d’autres paramètres importants d’un satellite.

Les satellites de communication vont des microsatellites – pesant moins d’un kilogramme (2,2 livres) – aux grands satellites – plus de 6 500 kilogrammes (14 000 livres). Les progrès de la miniaturisation et de la numérisation ont considérablement augmenté la capacité des satellites au fil des ans. Early Bird n’avait qu’un seul transpondeur capable d’envoyer une seule chaîne de télévision et, en revanche, la série satellite Boeing 702 peut avoir plus de 100 transpondeurs ; avec l’utilisation de la technologie de compression numérique, chaque transpondeur peut avoir jusqu’à 16 canaux, pouvant fournir plus de 1 600 chaînes de télévision via un seul satellite.

Les orbites des satellites

• Orbite terrestre basse (LEO): Ils sont positionnés à une altitude comprise entre 160 km et 1 600 km (100 à 1 000 miles) au-dessus de la Terre.

• Orbite terrestre moyenne (MEO) : opérant de 10 000 à 20 000 km (6 300 à 12 500 milles) de la Terre.

• Orbite géostationnaire ou géosynchrone (GEO): ils sont situés à 35 786 km (22 236 miles) au-dessus de la Terre, où ils complètent une orbite en 24 heures et restent donc fixes en un point.

De même, seuls trois satellites GEO sont nécessaires pour assurer une couverture mondiale, tandis que 20 satellites ou plus sont nécessaires pour couvrir l’ensemble de la Terre à partir de LEO et 10 ou plus en MEO. En outre, la communication avec les satellites en LEO et MEO nécessite des antennes de suivi au sol pour assurer une connexion intersatellite sans faille.

Un signal qui rebondit sur un satellite GEO prend environ 0,22 seconde pour voyager à la vitesse de la lumière de la Terre au satellite et vice versa. Ce retard pose certains problèmes pour des applications telles que les services vocaux et la téléphonie mobile, de sorte que la plupart de ces services utilisent généralement des satellites LEO ou MEO pour éviter les retards de signal. Les satellites GEO sont généralement utilisés pour des applications de transmission et de données, car ils peuvent couvrir une plus grande surface au sol.

Informations générales sur la construction des satellites

Dans l’espace, il y a plus de 5 000 satellites provenant de la Terre et, actuellement, chacun d’eux a une durée de vie utile comprise entre 5 et 15 ans.

• Dispositifs de communication : permettent la transmission de signaux de radio et de télévision entre deux zones spécifiques de la planète ; ils sont utiles comme méthode pour « éclairer » certaines régions du monde

• Dispositifs d’observation : ils se limitent à la collecte de données et d’informations.

La construction d’un satellite est une tâche coûteuse en raison des matériaux requis dans le processus de fabrication, notamment en raison des spécifications minimales à respecter. Ces dispositifs doivent résister aux rayonnements de l’espace, être suffisamment résistants à la pression d’un voyage dans l’espace à une vitesse constante de 700 kilomètres par heure, et être suffisamment solides pour ne pas être endommagés par des débris spatiaux ou de petits astéroïdes.

• Les matériaux de type Kevlar, qui ne fondent pas avant d’atteindre des températures très élevées.

• La fibre de carbone, qui présente une grande résistance grâce à ses propriétés physiques. Le titane, en raison de sa haute résistance contre les effets de l’oxydation.

• L’luminium, parce que recyclable et léger.

• Les nanotubes de carbone, remarquables par leur résistance.

De même, avant de commencer la construction, il est nécessaire de déterminer la fonction du satellite, car tous les appareils ne peuvent pas être élaborés de la même manière. Pour chacun d’eux, un canal de communication spécifique doit être attribué et, en outre, il est nécessaire de le concevoir de la manière appropriée afin d’émettre les signaux indiqués, selon le format de transmission choisi. En ce sens, ils sont classés selon leur orbite : orbite basse, moyenne, ou de transfert géostationnaire.

AXESS, l’une des principales entreprises spécialisées et leader de ce secteur, utilise des satellites de communication pour fournir aux utilisateurs des services Internet par satellite. Le service est également proposé à certains représentants du secteur des affaires (pêche, pétrole, mines et banques), qui ont des besoins de connectivité dans des zones reculées.

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