ECLIPSE - VISIBILITE |
CONTENU : Mis à jour 18 janvier 1999II Visibilité d'une station sol |
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Ce chapitre est consacré au calcul des conditions d'éclipse et à la détermination de la visibilité d'une station sol, depuis un satellite.
Un problème important dans l'espace est l'alimentation électrique des systèmes embarqués. Suivant le type d'application, l'énergie est produite de manière différente :
Dans ce dernier cas, il peut se présenter des périodes d'ECLIPSE DE SOLEIL, où la lumière du soleil est interceptée par la lune ou la terre. La production d'énergie est donc stoppée, imposant donc un stockage de secours sous forme de batteries pour une alimentation minimale.
De telles périodes d'éclipse sont donc importantes à connaître, notamment parce qu'il faut éviter de programmer des manœuvres lorsqu'elles se présentent.
1°) CALCUL DES PERIODES D'ECLIPSE :
H désigne le point projection du centre de la terre O sur la direction, d'unitaire u, partant du satellite vers le Soleil.
Nous dirons que le satellite S est en éclipse si la longueur TH est inférieure au rayon
terrestre et si le satellite n'est pas devant la Terre.Ceci se traduit très simplement, le lecteur y réfléchira, à l'aide des 2 vecteurs ci-dessous aisément calculable dans la base du repère IJK associé à J2000.
Unitaire de la direction du soleil,
le vecteurRayon vecteur du satellite,
le vecteurConnaissant la loi du mouvement satellite en fonction du temps et les éphémérides du Soleil à la date t du calcul , vous pourrez déterminer les périodes d'éclipse. En général, ces calculs demandent l'intervention de moyens informatiques, notamment en prenant en compte les perturbations orbitales
a) Cas particulier d'un géostationnaire :
La configuration la plus défavorable, donnant la plus longue période d'éclipse, se pésente lorsque le soleil traverse le plan équatorial terrestre, c'est à dire aux équinoxes.
Le lecteur pourra vérifier que la durée maximale d'éclipse est de 70 mn environ. De plus, il vérifiera que le nombre total de jours où une éclipse peut se produire est de 84 jours ( 42 jours Mars à mi-avril et 42 jours septembre à mi-octobre )
b) REMARQUE POUR LES SATELLITES HELIOSYNCHRONES :
Ce cycle se reproduira fidèlement à chaque période vu que la géométrie de la configuration est invariante grâce à l'héliosynchronisme ( plan orbital tournant à la même vitesse que le plan méridien du soleil ).
II VISIBILITE D'UNE STATION SOL :
Cette note de calcul donne les moyens de déterminer si un satellite est visible ou non d'une station sol, pour l'établissement d'une communication:
Seront supposée connus ou calculables:
Les coordonnées géographiques et l'altitude du satellite à l'instant t considéré.
NB: tous les calculs de coordonnées et les opérations vectorielles classiques seront opérés dans le repère orthonormé XgYgZg associé au méridien de Greenwich d'origine le centre O de la Terre avec :
2°) DEFINITION DE VISIBILITE D'UN SATELLITE :
Nous conviendrons de dire qu'un satellite S est visible depuis une station sol T* si la ligne de visée T*S du satellite se trouve au moins à 10° au dessus de l'horizon de T*.
Calcul des conditions de visibilité
:Le satellite sera donc visible, s'il se trouve dans un cône, dit de visibilité, d'axe la verticale de la station, de sommet la station et d'ouverture environ a = 80°
Les cordonnées du satellite S et de la station T* sont:
L'axe Z* vertical ascendant a pour composantes : |
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On exprime la visibilité du satellite par l'angle 0 <
a <80°Guiziou Robert 18 janvier 1999