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Le mouvement orbital

Assistance gravitationnelle et rotationnelle

Lance-pierres de l'espace

L'image à gauche offre une vue en plongée sur le pôle Nord terrestre. De ce point de vue, la Terre effectue une rotation vers l'est (sens anti-horaire). Elle fait également une rotation autour du Soleil vers l'est (sens anti-horaire), tel qu'il est indiqué.

Comme la Terre est un corps solide qui effectue une rotation sur son axe une fois toutes les 24 heures, tout objet à sa surface effectue également une rotation. Un objet se trouvant à l'équateur parcourt une circonférence de 40 000 km chaque jour. Cela signifie que sa vitesse est d'environ 0,46 km/s.

Plus près des pôles, la circonférence de la rotation qu'effectue un corps chaque jour devient plus petite. À la hauteur de Winnipeg, par exemple, la vitesse de rotation est seulement de 0,20 km/s.

Au pôle Nord, la vitesse de rotation d'un corps à la surface de la Terre est de zéro.

En lançant des satellites à de très basses altitudes, le plus près de l'équateur possible, on peut compter sur la vitesse rotationnelle de la Terre pour donner à la navette spatiale une poussée vers son orbite.

Cela permet de réaliser une grande économie de combustible et de réduire les coûts liés au transport du combustible supplémentaire.

Assistance gravitationnelle - Le bon côté

On peut tirer avantage du mouvement orbital d'une planète pour donner une poussée à une navette spatiale.

Le diagramme de gauche montre une navette spatiale dans un transfert de Hohmann, passant du point 1 au point 2 le long de la trajectoire nommée a.

Si l'orbite est bien synchronisée, la navette s'approche de la planète 2 en l'abordant légèrement par l'arrière et commence une chute libre vers la planète, attirée par sa force gravitationnelle.

La trajectoire de la navette spatiale est prévue de telle sorte qu'elle est lancée autour de la planète, et avec l'augmentation de l'énergie cinétique, elle est insérée au transfert de Hohmann vers une planète extérieure le long de la trajectoire b.

Pour réussir cette manoeuvre, il est clair que la synchronisation doit être précise et exacte.

Assistance gravitationnelle - Le revers de la médaille

Les changements dans l'énergie cinétique d'un corps, occasionnés par l'assistance gravitationnelle, peuvent aussi présenter un grand inconvénient. Examinez la simulation par ordinateur présentée dans l'illustration de gauche.

On y voit l'effet d'une étoile errante convergeant vers le système solaire interne. Dans cette simulation, le Soleil constitue le foyer de tout mouvement orbital.

Lorsque l'étoile est « capturée » dans une orbite elliptique autour du Soleil, son effet gravitationnel entraîne l'éjection de Mars et de la Terre en dehors du système solaire interne.

L'orbite de Mercure (en rouge) demeure presque la même.

Vénus est « capturée » dans une orbite autour de l'étoile intruse et, dans cette simulation, elle entre en collision avec le Soleil.

Comme cela se produit avec les collisions d'astéroïdes, on peut considérer cet accident comme une rencontre du mauvais type.