Agence spatiale canadienne
www.asc-csa.gc.ca
Liens de la barre de menu commune
Contenu de la page
Le mouvement orbital
Rendez-vous avec Mars
Orbite de transfert
1. Changement d'orbite
Il n'est pas facile d'atteindre Mars dans une courte période de temps. Le moyen le plus économique, du point de vue énergétique, est de lancer un corps dans une orbite dont l'aphélie atteint l'orbite de Mars et le périhélie se trouve dans l'orbite de la Terre.
En quittant la Terre (t), on met à feu les moteurs de la navette spatiale dans la direction du mouvement orbital de la Terre. Cette manoeuvre s'appelle une injection en orbite, car elle permet de placer la navette dans une nouvelle orbite.
L'injection en orbite lance la navette dans une nouvelle orbite qui se déplace vers l'extérieur, vers l'orbite martienne.
Si, pendant l'injection orbitale, l'augmentation de l'énergie cinétique n'est pas suffisante, la navette n'atteint pas l'orbite de Mars.
2. Énergie minimale
La mission vers Mars exige que la navette spatiale change d'orbite, passant d'une orbite semblable à l'orbite terrestre à une orbite pouvant atteindre l'orbite de Mars.
Ce phénomène s'appelle le transfert de Hohmann. C'est l'orbite à énergie minimale qui permet d'envoyer de gigantesques charges en utilisant le minimum d'énergie des fusées.
Le périhélie de cette orbite est de 1 U.A. (le rayon orbital de la Terre), et son aphélie est de 1,5 U.A. (le rayon orbital de Mars).
Le demi-grand axe de cette ellipse est de 1,25 U.A.
Avec la loi de Kepler, on peut calculer la période orbitale de l'ellipse de transfert, qui est de 1,40 année (environ 17 mois). En d'autres termes, le voyage vers Mars durera environ 8,5 mois - aller simple!
3. Durée minimale
On peut raccourcir le voyage vers Mars en procurant davantage d'énergie cinétique au point d'injection orbitale. Cela crée une ellipse de transfert beaucoup plus grande.
Cette ellipse à grande énergie croise l'orbite de Mars beaucoup plus rapidement que le transfert de Hohmann, mais elle nécessite une plus grande quantité d'énergie (de combustible) et, par conséquent, elle a une incidence sur la charge utile pouvant être expédiée sur Mars.
Remarque :
-
L'injection orbitale ne dure que quelques minutes, et la navette « flotte » alors dans l'espace vers Mars en suivant une trajectoire orbitale déterminée par la force de gravité du Soleil.
-
La durée de l'injection orbitale (appelée fenêtre de lancement) doit être choisie de telle sorte que le mouvement orbital de Mars et de la navette les entraîne à converger simultanément.
Activité pour les élèves | Corrigé
