Satellite à défilement, héliosynchrone ou circumpolaire :

Ci-contre le satellite à défillement MetOp

    Il se situe lui, à une altitude entre 600 et 1500 km de hauteurHauteur équateur : 600 et polaires : 1500. Un satellite en orbite polaire tourne autour de la Terre à une quasi-polaire d'inclinaison, ce qui signifie qu'il passe toujours presque exactement au-dessus des pôles. Le satellite passe au-dessus de l’équateur et de chaque latitude a la même heure chaque jour : il est héliosynchrone (son axe de rotation est perpendiculaire à l’axe Terre-Soleil). Il peut ainsi passer au-dessus de n’importe quel point de la surface du globe à chaque jour avec une luminosité similaire.

    L'orbite basse (en opposition avec l’orbite des satellites géostationnaires) peut voir une plus petite partie de la Terre au-dessous d'un satellite géostationnaire, mais à une meilleure résolution : On peut y distinguer plus facilement les détails de température des nuages et leur forme visible. Les feux de forêt et la brume y sont beaucoup plus évidents. On peut même en extraire des informations sur le vent selon la forme et le déplacement des nuages. Malheureusement, comme ils ne couvrent pas continuellement la même surface terrestre, ils ont un usage plus limité pour surveiller la météo en temps réel.
Cependant, pour des utilisations de plus longue haleine, ces satellites donnent des informations importantes (comme le suivi de courant marin tel le Gulf Stream).

    Le fait que la Terre tourne sur elle-même et qu’ils se situent sur un orbite Nord-Sud permettent alors aux capteurs du satellite de recueillir des données à l'intérieur de larges bandes (jusqu'à 3 000 km de distance zonale) qui vont d'un pôle à l'autre et se chevauchent d'un passage au passage suivant, ce qui assure une fourniture biquotidienne d'informations relatives à l'ensemble du globe.
Avec une période de révolution du satellite d’environ 100 minutes, il faut 12 heures pour obtenir une image complète de la surface de la Terre. Ils passent au moins deux fois chaque jour au-dessus de chaque point de la surface du globe.

Ci-contre le tracé d'un satellite héliosynchrone et sa zone de couverture.

 L’Europe utilise la série MetOp.Les États-Unis utilisent la série TIROS de NOAA en binômes sur des orbites opposées (un vers le nord et l’autre vers le sud). Actuellement, les NOAA/TIROS 12 et 14 sont en réserve en orbite alors que les 15, 16, 17 et 18 sont utilisés. La Russie possède les séries Meteor et RESURS. La Chine et l’Inde ont également des satellites circumpolaires.

Ci-contre schéma montrant l'organisation saptiale terrestre. 

Avantages : Du fait de sa mobilité, il a une couverture mondiale. En raison de l'orbite basse, le satellite circumpolaire possède une bonne résolution au sol mais plus on s’éloigne de l’équateur moins elle est bonne (France : 2 à 5 km) . Toutefois c’est le seul des 2 types des satellites capables de fournir des images polaires.
Son synchronisme avec le soleil permet d'obtenir des images dans les mêmes conditions d'éclairage pour les surfaces observées, avec seulement des variations saisonnières. Un approvisionnement en énergie solaire est assuré par le soleil synchronisme : il est indépendant.

Inconvénients : L'observation en continu de chaque point par un satellite à défilement n'est pas possible et son usage est limité pour la surveillance en temps réel du fait de la rotation de la Terre et du mouvement du satellite. Chaque point sur la surface de la Terre est observé au mieux chaque orbite (100 minutes) pour les régions polaires, au pire, deux fois par jour pour les régions équatoriales. La surveillance continue par satellite aurait besoin de plusieurs stations au sol.