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TP de Physique : Observation de satellites de la Terre
Nous utiliserons un logiciel de simulation mis au point par la NASA (National aeronotics and space
administration) accessible sur internet à l'adresse suivante :
http://science.nasa.gov/RealTime/jtrack/3d/JTrack3D.html
Vous pouvez utiliser internet pour répondre aux questions (à quoi sert ce satellite ?)
Vous pouvez utiliser un tableur pour faire les calculs.
1) Se familiariser avec le logiciel :
Dans Jtrack-3D, choisir
Options/Update rate/½ second
et
Options/Timing/ x100 ou x1000 suivant les cas.
View/Zoom in ou out pour adapter la vue du satellite
View/Satellite position pour lire les paramètres de vol du satellite
Satellite/Select pour choisir un satellite.
2) Satellites géostationnaires :
Qu'est-ce qu'un satellite géostationnaire ?
Trouvez-en au moins trois. A quoi servent-ils ?
Sur Timing x1000 observer leur mouvement par rapport à la Terre. Le décrire :
Choisir alors un autre point de vue avec Satellite/Center . Que voyez-vous ? Expliquez.
Noter les valeurs fournies par la fenêtre Satellite position. (Pour changer de satellite, il faut choisir le
satellite dans la liste, puis cliquer sur sa trajectoire).
h est l'altitude du satellite au dessus de la Terre. r est le rayon de sa trajectoire par rapport au centre de la Terre.
Le rayon moyen de la Terre est RT = 6378 km. T est la période (durée d'un tour) du satellite.
V est la vitesse du satellite. r moyen = (h max + h min)/2 + RT
nom
utilisation h max
(km)
h min
(km)
r moyen
(km)
r moyen
(m)
T
(h:m:s)
T
(s)
V
(m/s)
intelsat
Commentez ces valeurs : quelles sont les caractéristiques des orbites de ces satellites géostationnaires ?
Question supplémentaire
Pourquoi la période des satellites géostationnaires est-elle de ___________________ et non de 24 h ?
3) Satellites d'orbites circulaires basses
Notez les noms de quelques satellites ayant des orbites basses quasi circulaires. A quoi servent-ils ?
nom
utilisation h max
(km)
h min
(km)
r moyen
(km)
r moyen
(m)
T
(h:m:s)
T
(s)
V
(m/s)
T
(s)
Vmax
(m/s)
Vmin
(m/s)
spot
station
GPS
Commentez le tableau :
Lorsque l'altitude augmente, que font la vitesse et la période du satellite ?
Observez maintenant la famille des satellites Iridium. A quoi servent-ils ?
4) Satellites n'ayant pas de trajectoires circulaires
nom
utilisation h max
(km)
h min
(km)
r moyen
(km)
r moyen
(m)
XMM
Comment s'appelle le point où l'altitude du satellite est maximum ? minimum ?
Où la vitesse du satellite est-elle la plus grande ? La plus faible ?
Quelle est la forme de la trajectoire ?
Quel est le rôle de ces satellites ?
5) Vérification de la troisième loi de Kepler
A l'aide des tableaux précédents vérifiez la loi T3/r2 = constante = 4π2/G∙MT.
nom
r moyen
(m)
r3
(m3)
T
(s)
T2
(s2)
T2/r3
(s2/m3)
intelsat
spot
Déduire de la valeur de la constante la masse de la Terre MT, sachant que G = 6,67∙10-11 USI.
MT = ───────── = ────────────────────── =
kg