F4IOZOlivier · radioamateur · JN18FS

Les satellites LEO l'orbite basse, pas à pas

Altitude, période, trace au sol, empreinte, AOS et LOS, élévation et azimut, TLE : avec Kepler, comprenez comment tournent les satellites bas, et comment les attraper. Tous les tutos

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Les formules du tutoriel

Période : T = 2π √(a³/μ), avec a = 6 371 km + l'altitude et μ = 398 600,4418 km³/s².
Vitesse sur une orbite circulaire : v = √(μ/a). À 400 km : 7,67 km/s, 92,4 minutes.
Décalage de la trace : 360° × T / 86 164 s (le jour sidéral) vers l'ouest à chaque tour, environ 23° pour l'ISS.
Empreinte au-dessus d'une élévation ε : un cercle de rayon angulaire acos(R cos ε / a) − ε.
TLE : période (min) = 1 440 / mouvement moyen ; demi-grand axe a = (μ / n²)^(1/3), n en radians par seconde.

Le modèle Orbites circulaires, Terre sphérique et tenue immobile pendant un passage, plan de l'orbite fixe : de quoi comprendre et calculer juste à quelques pour cent. Les logiciels de poursuite (comme SatMe) vont plus loin avec le modèle SGP4 et des TLE récents.

Les sources

Les chiffres et les conseils du tutoriel s'appuient sur ces références :

ESA, « Types of orbits » — orbite basse : sous 2 000 km, environ 90 minutes, vers 7,8 km/s
NASA, « Space Station Facts and Figures » — l'ISS : 16 tours en 24 heures, environ un tour toutes les 90 minutes
AMSAT, « Keplerian Two Line Element Set Format » — les colonnes du TLE, l'exemple de l'ISS de 2004, la somme de contrôle modulo 10
AMSAT, « Working Satellites » (W2JV, WD9EWK) — choisir des passages au-dessus de 30° pour débuter, antenne à la main
AMSAT, Satellite Gen 255 — les passages les plus longs quand le satellite passe presque au-dessus de la station, les plus courts au ras de l'horizon