Les satellites pesant jusqu’à 6 tonnes, sont propulsés dans l’espace par des lanceurs et nécessitent, au sol, des centres de contrôle. Actuellement, environ 1 500 satellites sont en activité autour de la Terre.

On distingue :

• les satellites d’application : ils concernent les télécommunications, le géo-positionnement, l’observation de la Terre (météorologie, évolution de la désertification, reconnaissance militaire, etc.). Ce sont en très grande majorité des satellites de télédétection, équipés d’instruments qui analysent une large gamme d’ondes électromagnétiques (infrarouge, lumière visible, ultraviolet, rayons X, etc.) émises par les points observés de la surface terrestre. Afin d’améliorer la précision des observations, les satellites sont placés en orbites basses. Compte tenu du freinage par l’atmosphère, ils ont des missions plus courtes que ceux placés en orbites hautes ;
• les satellites scientifiques : ils sont destinés à approfondir nos connaissances (astronomie, climats, etc.). Certains ont pour objectif de mesurer le champ gravitationnel terrestre, d’autres le champ magnétique terrestre.

Les orbites sont fonctions des missions données aux satellites. Elles diffèrent par de nombreux paramètres, dont :

• la forme : certaines sont circulaires, d’autres en forme d’ellipse ;
• l’orientation : c’est-à-dire, l’angle que fait le plan de l’orbite avec le plan de l’équateur ;
• l’altitude : elles sont variées, de 250 km (juste au-dessus de l’atmosphère terrestre), à plus de 30 000 km.

Ces satellites restent à la verticale d’un point fixe de la surface terrestre. Leurs orbites sont circulaires. Ils tournent en 24 heures avec la Terre.

Ils se trouvent sur des orbites équatoriales, à environ 35 800 km d’altitude. Du fait de cette altitude, ils observent un peu plus du tiers de la surface terrestre. Il faut donc trois satellites pour observer l’ensemble de la surface terrestre. Pour les latitudes les plus vers les pôles, des satellites avec des orbites différentes sont utilisés.

L’immense majorité des ces satellites servent aux télécommunications. Une autre catégorie est particulièrement importante, il s’agit des satellites météorologiques. Le programme Météosat, de l’Agence spatiale européenne (ESA), comprend cinq satellites. Ils envoient des images numériques de la surface terrestre. Ils permettent l’observation des zones de hautes pressions (anticyclones), de basses pressions (cyclones), des masses nuageuses, etc.

Contrairement aux satellites géostationnaires qui tournent en phase avec la Terre, les satellites à défilement en font le tour en environ une heure. Leur orbite est presque circulaire, à une altitude située entre 250 et 1 000 km. Plus proches du sol, ces satellites ont une meilleure résolution et nécessitent aussi moins d’énergie, d’où leur importance pour la téléphonie. Par contre, pour couvrir toute la surface de la Terre, ils doivent être beaucoup plus nombreux. Ils sont très utiles pour l’observation de la désertification et de la déforestation.

Il s’agit de l’International space station, résultat de la collaboration de plusieurs pays. Le premier module a été placé en orbite basse (386 km) en 1998.

L’accident de la navette spatiale américaine Columbia (2003) et les crises économiques subies par les différents États impliqués dans cette coopération internationale (en particulier la Russe et les États-Unis) ont ralenti le programme.

Galileo est un système de positionnement par satellites mis en place, à plus de 23 000 km par l’Union européenne avec 32 satellites achevé en 2024. Contrairement au GPS, son homologue américain opéré par les militaires, Galileo fournit des services civils et gouvernementaux.

Programme de l’Union européenne qui collecte et restitue des données de qualité et actualisées de manière continue portant sur l’état de la Terre. Les données collectées servent de manière opérationnelle à gérer la sécurité maritime, assurer le suivi des catastrophes (incendies, tremblements de terre, etc.), anticiper les récoltes, améliorer la gestion de notre environnement. Ces données contribuent également au suivi et à la prise en charge des effets des changements climatiques.

IRIS² est l’acronyme de « Infrastructure de résilience, d’interconnectivité et de sécurité par satellite » avec 2 en exposant, les deux S de « sécurité par satellite ». En 2030, ce sera une constellation de satellites de télécom, 264 en orbite basse (1 200 km d’altitude dans le cas de IRIS) et 18 en orbite moyenne (8 000 km d’altitude pour IRIS). L’effectif d’IRIS² sera bien inférieur à celui d’une méga-constellation, comme Starlink (SpaceX) qui compte déjà 7 000 satellites ou Kuiper (Amazone) qui vise les 3 200 satellites, ou encore les Chinois qui ne visent pas petit !

IRIS permettra à l’Europe de ne plus dépendre d’acteurs extra-européens pour ses besoins stratégiques, objectif d’indépendance incontournable face à la politique américaine de Trump.

Le nombre déjà considérable de satellites en orbite génère un nombre infiniment plus important de débris qui conduisent à des dégradations exponentielles de satellites en orbite et donc à un problème majeur, sans solution technique aujourd’hui !

Le premier satellite, Spoutnik 1, fut lancé par l’URSS en octobre 1957. C’était un petit satellite de 58 cm de diamètre, pesant 84 kg. Il était dépourvu d’appareillage scientifique, son but principal fut de tester la fusée porteuse qui servirait, un mois plus tard (3 novembre 1957), à propulser Spoutnik 2 (508 kg), emportant à son bord une petite chienne, Laïka. Ce fut le premier satellite transportant un être vivant.