Les lois de Kepler et la mécanique orbitale
Johannes Kepler a formulé trois lois décrivant le mouvement orbital. La troisième loi est particulièrement pratique : T² = (4π²/GM) × a³, où T est la période orbitale, G la constante gravitationnelle, M la masse du corps central et a le demi-grand axe de l'orbite. Pour une orbite circulaire, la vitesse est v = √(GM/r) et la période T = 2π√(r³/GM). L'orbite géostationnaire (GEO) est celle où la période vaut exactement 24 heures sidérales, à environ 35 786 km d'altitude.
Types d'orbites terrestres
Les orbites terrestres se classent par altitude. L'orbite basse terrestre (LEO) s'étend jusqu'à ~2 000 km d'altitude — c'est là qu'opère l'ISS (400 km) et la plupart des satellites d'observation. L'orbite moyenne (MEO) de 2 000 à 35 000 km accueille les satellites GPS (20 200 km). L'orbite géostationnaire (GEO) à 35 786 km est utilisée par les satellites de télécommunication et météorologiques. Au-delà se trouve l'orbite des transferts lunaires et interplanétaires.