Re: Bilan de l'année spatiale 2015

[David L.]

- 0° pour les lancements vers l'orbite géostationnaire

Sachant que certain satellites sont largués directement en GEO, alors que d'autres sont largués en GTO avec une certaine inclinaison, qu'ils réduisent ensuite par leurs propres moyens.

C'est pour cette raison que j'ai précisé orbites visées (dans le sens orbite de travail du satellite), ce qui permet de prendre en compte les échecs de lancement, par opposition aux orbites d'injection.

Pour l'instant (travail non finalisé), sur les 39 satellites lancés vers l'orbite géostationnaire en 2015, j'ai compté :
- 30 satellites injectés en GTO
- 5 satellites injectés en orbite supersynchrone (Inmarsat-5F2 & 5F3, ABS-3A, Eutelsat 115 West B, WGS-7)
- 3 satellites injectés directement en GEO (Express AM8, Elektro-L 2, Cosmos 2513)
- 1 non-satellisation (Mexsat-1)

[David L.]

Intéressant, David L, ton tri

Merci.  :)  Il y a beaucoup de choses à étudier sur l'ensemble des lancements d'une année.

Dans un deuxième temps, il serait intéressant de suivre l'évolution de l'utilisation des différentes inclinaisons au fur et à mesure des années.

En rapport avec cette répartition pour 2015, il y a aussi une étude à faire spécifiquement sur les orbites héliosynchrones.

Sur d'autres thèmes il me manque encore quelques données.

[David L.]

Satellites militaires
 
Sur les 87 tirs de 2015, 25,5 tirs étaient à finalité militaire et un était financé par une organisation militaire mais pour des charges utiles civiles de démonstration technologique (lancement inaugural du Super Strypi financé par l'Operationally Responsive Space (ORS) Office). L'Europe n'a fait qu'un "demi tir", le satellite Sicral-2 ne constituant que la moitié de la charge utile de la mission VA222.
 
En ne considérant que les charges utiles principales, 29 satellites ont été lancés.
 
En nombre de tirs et en nombre de satellites, les Etats-Unis, la Russie et la Chine ont réalisé l'essentiel des tirs (86,8 %) et ont lancé la grande majorité des satellites (86,1 %). Le Japon est en retrait avec 2 tirs (pour 2 satellites), mais cela représente la moitié de ses lancements de l'année. L'Europe est encore plus en retrait, avec un seul satellite lancé.


 
La répartition des domaines d'application de ces 29 satellites est la suivante :

[Astro-notes]

Bilan toujours pertinent, bon travail David L  :up8:

[David L.]

Distribution des masses des satellites lancés vers l'orbite géostationnaire en 2015

Les satellites injectés directement en orbite géostationnaire sont en mauve, ceux injectés en sub-GTO (apogée plus basse), GTO, super-GTO (apogée plus élevée) et super-synchrone sont en bleu.

La masse prise en compte est celle à la séparation du satellite de l'étage d'injection.

Les masses de TXJSSY-1 et Zhongxing-2C / Chinasat-2C sont manquantes (pas d'infos). 

[Astro-notes]

Ma palette des couleurs n'étant pas la même que la tienne il me faut traduire tes teintes, mais bon c'est secondaire et de toute façon l'info passe. C'est intéressant.

[David L.]

Ma palette des couleurs n'étant pas la même que la tienne il me faut traduire tes teintes, mais bon c'est secondaire et de toute façon l'info passe. C'est intéressant.

Pour les couleurs, j'en essaierai d'autres pour le prochain.   :D

Ce que montre ce graphique c'est qu'il y a plus de "gros satellites" (au-dessus de 3,5 t) que de petits, d'où les difficultés d'appariement pour Ariane. Je vais refaire ce graphique mais cette fois en distinguant les satellites accessibles à la compétition entre les opérateurs de lancements de ceux qui ne le sont pas.

[Astro-notes]

Te casse pas la tête pour modifier ta palette de couleur, la mienne n'est pas une référence  :)

Oui, effectivement l’éligibilité pour un lacement double ou pas est aussi un argument ; bien vu David L.

[David L.]

Sachant que certain satellites sont largués directement en GEO, alors que d'autres sont largués en GTO avec une certaine inclinaison, qu'ils réduisent ensuite par leurs propres moyens.

C'est pour cette raison que j'ai précisé orbites visées (dans le sens orbite de travail du satellite), ce qui permet de prendre en compte les échecs de lancement, par opposition aux orbites d'injection.

Pour l'instant (travail non finalisé), sur les 39 satellites lancés vers l'orbite géostationnaire en 2015, j'ai compté :
- 30 satellites injectés en GTO
- 5 satellites injectés en orbite supersynchrone (Inmarsat-5F2 & 5F3, ABS-3A, Eutelsat 115 West B, WGS-7)
- 3 satellites injectés directement en GEO (Express AM8, Elektro-L 2, Cosmos 2513)
- 1 non-satellisation (Mexsat-1)

Mise à jour des orbites d'injection :

Sur les 39 satellites lancés vers l'orbite géostationnaire en 2015 :
- 1 satellite injecté en sub-GTO. IRNSS-1D a été placé sur 278 / 20 567 km à 19,2°, la performance du PSLV-XL étant insuffisante. Pour compenser, sur une masse totale de 1425 kg, IRNSS-1D emportait 822 kg d'ergols, soit 57,7 % !
- 26 satellites injectés en GTO et 1 qui n'a pu l'atteindre suite à l'échec du lanceur (Mexsat-1).
- 2 satellites injectés en super-GTO : Apstar-9 (apogée à 41 780 km) et Laosat-1 (apogée à 41 778 km), deux lancements réalisés avec des CZ-3B.
- 5 satellites injectés en orbite super-synchrone : Inmarsat-5F2 (par Proton), ABS-3A & Eutelsat 115 West B (par Falcon-9), WGS-7 (par Delta-4) et Inmarsat-5F3 (par Proton).
- 4 satellites injectés directement en GEO : Beidou I1-S (par CZ-3C/YZ1), Express AM8 (par Proton), Elektro-L 2 (par Proton) et Cosmos 2513 (par Proton).

[Astro-notes]

Lorsqu'ils sont injectés directement en GEO sans passer par le stade GTO, y-a-t-il un Bus genre Breeze ou l'autre machin (Block D) ou sont ils absents et le lanceur seul se fait tout le boulot ?

[David L.]

Lorsqu'ils sont injectés directement en GEO sans passer par le stade GTO, y-a-t-il un Bus genre Breeze ou l'autre machin (Block D) ou sont ils absents et le lanceur seul se fait tout le boulot ?

Beidou I1-S a été injecté par le nouvel étage supérieur YZ-1, Express AM8 par le Block DM-03, Elektro-L 2 par Fregat-SB et Cosmos 2513 par Briz-M.

Il y a bien passage par GTO, mais c'est alors le composite étage supérieur/satellite qui s'y trouve et il y a encore au moins une autre manoeuvre avant libération du satellite. L'étage supérieur fait le boulot du moteur d'apogée du satellite.

Pour Beidou I1-S, si quelqu'un pouvait m'éclairer sur ce qu'est devenu ensuite l'étage YZ-1... Je n'arrive pas à trouver son n° NORAD...

[David L.]

Distribution des masses des satellites géostationnaires lancés en 2015, pour les satellites commerciaux ("marché ouvert") et institutionnels ("marché captif")

Il y eut ainsi un groupe de 7 satellites jusqu'à 3800 kg (Laosat-1), les "petits" pour Ariane-5, et un groupe de 14 satellites au-dessus de 4600 kg (Thor-7), les "gros" pour Ariane-5.

Dans les duos qui ont pris place dans la coiffe d'Ariane-5 l'an dernier, le plus lourd des "petits" était Sicral-2 (4400 kg) et le plus léger des "gros" était Thor-7 (4600 kg). Ils ont embarqué sur la même mission, VA222. Toutes les autres combinaisons ont été faites avec une différence de masse beaucoup plus grande entre les deux satellites.

Pour certains satellites comme Apstar-9, la définition de marché ouvert ou captif peut se discuter...

Les deux satellites manquants, TXJSSY-1 et Zhongxing-2C / Chinasat-2C sont des satellites institutionnels, donc à compter dans le marché captif.

[Astro-notes]

David L, je ne suis pas sûr d'avoir compris, dois-je dire que de toute façon il y a toujours un Bus qui place le satellite en orbite définitive sans en passer par le moteur du satellite lui même ? Dois je comprendre par exemple que lorsque la fusée Proton a terminé son service le satellite n'est pas encore en orbite, il lui faudra encore l'assistance d'un Bus (Breeze par exemple) pour achever sa mise en orbite, sa mise à post sur l'orbite relevant du moteur du satellite lui même ?

Pour ma part j'ai pensé que l'on en passait toujours par un bus pour la mise en orbite géostationnaire !

[David L.]

David L, je ne suis pas sûr d'avoir compris, dois-je dire que de toute façon il y a toujours un Bus qui place le satellite en orbite définitive sans en passer par le moteur du satellite lui même ? Dois je comprendre par exemple que lorsque la fusée Proton a terminé son service le satellite n'est pas encore en orbite, il lui faudra encore l'assistance d'un Bus (Breeze par exemple) pour achever sa mise en orbite, sa mise à post sur l'orbite relevant du moteur du satellite lui même ?

Pour ma part j'ai pensé que l'on en passait toujours par un bus pour la mise en orbite géostationnaire !

Si l'on met de coté le cas particulier de la navette, tous les lanceurs libèrent le ou les satellites sur une orbite. Après, qu'il s'agisse de l'orbite définitive ou d'une orbite provisoire, cela dépend des cas. Les satellites passifs sont forcément placés sur leur leur orbite définitive (exemple de Kwangmyongsong-4 ou des cubesats), mais il y a aussi des satellites manoeuvrables qui sont placés sur leur orbite quasi-définitive, en l'occurence l'orbite géostationnaire comme ce fut le cas pour Beidou I1-S, Express AM8, Elektro-L 2 et Cosmos 2513. Après ils manoeuvrent pour affiner cette orbite puis se maintenir à poste.

Pour la Proton, il faut regarder "l'orbite" atteinte à l'extinction du 3e étage et si le périgée se trouve dans l'atmosphère terrestre, donc si le binôme 4e étage/satellite est déjà satellisé. Mais je n'ai pas beaucoup de souvenirs de 3e étages de Proton catalogués par le Norad. Il faudrait se plonger dans les données...

Pour le dernier lancement de Proton en date, pour Eutelsat-9B, l'orbite parking atteinte après la fin du premier allumage du Briz-M est circulaire à 173 km, inclinée à 51,6°. Donc à la fin du fonctionnement du 3e étage, le binôme 4e étage/satellite n'était pas encore satellisé...

[Astro-notes]

OK David L ta dernière phrase me laisse bien comprendre que pour la Proton il faut au moins un petit coup de pouce d'un bus pour se mettre en orbite de parking. Ça c'est ce que je savais, mais cela semble bien dire que c'est le bus qui assure un des plans de vol géostationnaire que tu décris. Bon certes je sais bien que certaines fusées sont capable d'atteindre la vitesse de libération avec un seul étage comme la fusée Atlas Score de 1958/59 je ne sais plus bien la date, elle s'était mise en orbite totalement si on excepte les deux booster latéraux. Bon, en tous cas merci encore pour ta compilation satellitaire.

[David L.]

[...] certaines fusées sont capable d'atteindre la vitesse de libération avec un seul étage comme la fusée Atlas Score de 1958/59 je ne sais plus bien la date, elle s'était mise en orbite totalement si on excepte les deux booster latéraux. [...]

18 décembre 1958, Atlas 10B, Cape Canaveral LC-11.   ;)

[David L.]

[...] que pour la Proton il faut au moins un petit coup de pouce d'un bus pour se mettre en orbite de parking. Ça c'est ce que je savais, mais cela semble bien dire que c'est le bus qui assure un des plans de vol géostationnaire que tu décris. 

Je n'ai consulté que la fiche d'ILS pour la dernière Proton-M/Briz-M utilisée. Il faudrait voir si cela était différent pour d'autres missions.

Je pense que la Proton à 3 étages uniquement doit pouvoir atteindre l'orbite basse seule, puisqu'elle y a placé les modules de station, des TKS, des Almaz, etc. Il faudrait plonger dans les archives du Norad pour voir si à l'occasion de ces lancements, par exemple celui de Mir, le 3e étage était catalogué...

[Astro-notes]

Si tôt dit, si tôt affiché 

[David L.]

[...] que pour la Proton il faut au moins un petit coup de pouce d'un bus pour se mettre en orbite de parking. Ça c'est ce que je savais, mais cela semble bien dire que c'est le bus qui assure un des plans de vol géostationnaire que tu décris. 

Je n'ai consulté que la fiche d'ILS pour la dernière Proton-M/Briz-M utilisée. Il faudrait voir si cela était différent pour d'autres missions.

Je pense que la Proton à 3 étages uniquement doit pouvoir atteindre l'orbite basse seule, puisqu'elle y a placé les modules de station, des TKS, des Almaz, etc. Il faudrait plonger dans les archives du Norad pour voir si à l'occasion de ces lancements, par exemple celui de Mir, le 3e étage était catalogué...

ISS:
Pour Zarya, le 3e étage de Proton a été catalogué avec le n° 25545. Il est resté 7 jours en orbite.
Pour Zvezda, le 3e étage de Proton a été catalogué avec le n° 26401. Il est resté 5 jours en orbite.

Mir:
Pour le module central, le 3e étage de Proton a été catalogué avec le n° 16610. Il est resté 5 jours en orbite.

Donc le 3e étage du lanceur Proton est satellisé quand il est utilisé dans sa version 3 étages.

[David L.]

Orbite héliosynchrone

En 2015, 19 lancements ont visé une orbite héliosynchrone, emportant 59 satellites. Treize ont été perdus, dont 12 suite à l'échec du tir inaugural du Super Strypi et un (Cosmos 2511) suite à la non séparation de l'étage Volga.

Parmi les 46 satellites qui ont pu être placés sur l'orbite prévue, seuls 41 ont réellement rejoint une orbite héliosynchrone. Les 4 cubesats lancés par une Delta-2 en passagers auxiliaires en même temps que SMAP, ont été injectés sur une orbite plus basse et plus inclinée d'un degré que SMAP. Dans le graphique, c'est le groupe à gauche juste au-dessus de 99,0°. Il y a aussi le satellite XW-2A qui embarquait à bord du premier tir de CZ-6. Alors que les 19 autres satellites lancés à cette occasion ont un périgée supérieur à 508 km, XW-2A navigue sur 450 / 471 km, mais avec la même inclinaison (97,45°), ce qui l'écarte des caractéristiques de l'orbite héliosynchrone.

Parmi les 41 satellites, un a une orbite qui s'écarte beaucoup des autres : c'est Yaogan-27, qui navigue actuellement sur 1194 / 1200 km à 100,47°. C'est le seul a avoir une altitude supérieure à 800 km.

[nikolai39]

Et comment explique-t-on la quasi linéarité entre l'altitude et l'inclinaison ?

[Astro-notes]

Altitude (apogée) la plus élevée est une orbite rétrograde > 100° d'inclinaison c'est remarquable.

[David L.]

Et comment explique-t-on la quasi linéarité entre l'altitude et l'inclinaison ?

C'est... "simple" : en prenant a comme rayon de l'orbite circulaire, nous avons l'inclinaison   :D

La fonction donnant i en fonction de a est presque linéaire, juste un peu courbée.



https://fr.wikipedia.org/wiki/Orbite_h%C3%A9liosynchrone

[nikolai39]

Donc le 3e étage du lanceur Proton est satellisé quand il est utilisé dans sa version 3 étages.

Au début, Dieu a créé la Proton à deux étages. La satellisation était assurée par le deuxième étage.

Ensuite, le deuxième jour, Il a créé la Proton-K à trois étages. La satellisation était assurée par le troisième étage.

Quand il a eu vraiment la patate, Il a rajouté un étage supérieur (le Bloc D, hérité de la N-1) sur la Proton-K. C'était le Bloc D qui assurait la satellisation, pour les besoins des vaisseaux lunaires 7K-L1 (injustement appelés "Zond" en Occident).

Ensuite, le Bloc D a été utilisé pour lancer des satellites en GEO. Là, c'était le troisième étage qui satellisait. Le Bloc D ne servait "que" pour rejoindre le GEO en partant du LEO.

Avec la Proton-M, équipée non plus d'un Bloc D mais d'un Briz-M, on est revenu à une satellisation par l'étage supérieur (le Briz-M).

[nikolai39]

Et comment explique-t-on la quasi linéarité entre l'altitude et l'inclinaison ?

C'est... "simple" : en prenant a comme rayon de l'orbite circulaire, nous avons l'inclinaison   :D

La fonction donnant i en fonction de a est presque linéaire, juste un peu courbée.



https://fr.wikipedia.org/wiki/Orbite_h%C3%A9liosynchrone

D'accord, merci. Demain tu me feras la démonstration :D

[Astro-notes]

Je regardais le graphe que David L avait prélevé sur Wikipédia et la formulation numérique qui allait avec et qui semblait nous prouver la linéarité du phénomène dont nous parlons : plus c'est loin plus c'est incliné. En fait ce n'est qu'une approximation sur une période courte (un ou deux ans) pour pouvoir parler d'une linéarité qui ne l'est pourtant pas. D'abord même si dans l'équation le temps n'apparait pas il a déjà joué ailleurs : la gravité (variable), le bourrelet  équatorial (variable aussi), les termes en J2 lourds de moyennes, bon, c'est loin d'être simple. On avait découvert pratiquement ça avec les satellites Molnya et cette singulière orbite de 12 heures qui avait révélée la non linéarité due aux inclinaisons, elle avait d'ailleurs un moment pris le nom d'orbite Molnya avant de rendre à César... Cela ressemble à du linéaire, mais ce n'en est pas, c'est d'ailleurs pourquoi "la droite est courbe", mais pour ce que l'on en a à faire en orbite synchrone cela va bien sur qqs jours ; les moteurs du satellite arrangeront les affaires.

L'orbitographie n'est pas un long fleuve tranquille comme le montre l'échantillon que nous propose David L et, ceci dit, cela ne répond pas à ma question, mais pourquoi utiliser des orbites rétrogrades à ce point là ? (100°)