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A C T I V I T E S   P E D A G O G I Q U E S

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Suivi du mouvement d'un satellite
depuis une station au sol

Préambule :

Les Anciens pensaient que le ciel était l’image de la perfection ; tout y était silencieux, immuable et positionné à jamais selon un ordre divin. Cette idée s’est modifiée et la découverte de comète, d’étoiles en explosion (super novae),  et autres astéroïdes mouvants a montré que l'univers était en perpétuelle agitation.

Depuis l’avènement des satellites artificiels, c’est ainsi un monde grouillant d’objets se déplaçant en tout sens qui s’offre à notre regard en levant les yeux ; des centaines de satellites nous survolent à chaque instant masqués par la luminosité du ciel diurne ou éclairés par le Soleil, la nuit venue. Certains satellites, paraissent immobiles ou ont un mouvement apparent très lent, d’autres filent comme des bolides ; Ces mouvements paraissent imprévisibles.

Pourtant, tous les mouvements de ces objets obéissent aux mêmes lois fondamentales de la mécanique céleste, les lois de Kepler.

anten.jpg (14045 octets)

Pour " écouter " les satellites qui parcourent le ciel visible en une dizaine de minutes il est nécessaire de disposer d'une "oreille", antenne de réception qui peut-être directionnelle ou omnidirectionnelle. Du point de vue de la qualité de la réception, une antenne directionnelle est  préférable, ce qui suppose de l'orienter vers le satellite tout en suivant son mouvement ; on réalise alors ce qu'on appelle une antenne de poursuite.

 

Ci-contre : antenne directionnelle parabolique, dont l'orientation est commandée par des moteurs (photo Gilbert Quevillard)


L' activité présentée ici concerne un projet d'étude en sections STS de spécialité au choix :
    • BTS Informatique Industrielle
    • BTS Electronique
    • BTS Electrotechnique

Objectif du projet : positionner à chaque instant et à partir d'un point fixe situé au sol, une antenne de poursuite en direction d'un satellite défilant. L'exemple traité ici se rapporte à la réception des signaux émis par le satellite météorologique NOAA 16. Le travail demandé doit permettre d'accéder à la commande des moteurs pas à pas qui permettent d'orienter l'antenne vers ce satellite au cours du vol de celui-ci.

Les paramètres de vol d'un satellite sont d'abord définis, puis l'étude du suivi du satellite depuis le sol est présentée, selon deux options : STS informatique industrielles, ou STS électronique et électrotechnique. Les annexes sont présentées sous forme de fichiers au format word97, téléchargeables : progti89.doc et aideleve.doc (ce dernier étant plus particulièrement destiné aux élèves).

azims.jpg (10583 octets)

elevats.jpg (13760 octets)

Pour en savoir plus sur l'orbitographie

En complément de cette activité, on pourra mettre en oeuvre le logiciel SuiviSat qui permet de prévoir la date des passages et de visualiser graphiquement, pour une date donnée, l'azimut et l'élévation d'un satellite pour chacun de ces passages, lors de son survol d'une station terrestre dont les coordonnées géographiques sont connues La version SuiviSatPlus comporte le module complémentaire permettant de piloter les moteurs d'orientation d'une antenne parabolique destinée à communiquer avec le satellite suivi.

Logiciels Suivisat et SuivisatPlus

Auteur : Gilbert QUEVILLARD, Professeur de Physique appliquée, Lycée Newton,  92110, CLICHY