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 Le yoyo spatial

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Alpha




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MessageSujet: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 1:42

Il me manque quelque chose pour comprendre le mouvement de yoyo de l'ISS. L'ISS perd régulièrement de l'altitude probablement a cause d'une perte de vitesse linéaire, alors de façon périodique les occupants procèdent à l'élévation de la station. Mais alors, si la vitesse de la station est constamment en perte de vitesse, elle va se retrouvé sur une mauvaise orbite par rapport a sa vitesse. A moins qu'elle soit de plus en plus haute.

Autre question pour les connaisseurs, est ce que la poussé qui sert a rétablir l'orbite de la station est suffisament longue pour créer une gravité artificiel pour les occupants de l'ISS? scratch
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MessageSujet: Re: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 2:30

Alors éléments de réponse. On considère la station sur une orbite circulaire tout d'abord. La perte de vitesse est uniquement dûe à des frottements atmoshpériques qui crée une force en sens opposé à la vitesse.
-> Donc la station perd de l'énergie cinétique, c'est-à-dire de la vitesse.
-> Donc les lois de la physique imposent à la station de descendre un peu plus bas sur son orbite et reprendre au passage un peu de vitesse (elle transforme de l'énergie potentielle-elle perd de l'altitude- en énergie cinétique-elle gagne de la vitesse.).

Ainsi, si on laisse la station, elle va descendre, descendre et descendre encore jusqu'à se retrouver par Terre. Donc c'est pour ça qu'on la réhausse.
Quand on la réhausse, on ne pousse pas la station "vers le haut" c'est-à-dire perpendiculairement à la Terre, on lui redonne tout simplement de la vitesse dans le sens de sa trajectoire. Si tu as tout compris, les conséquences sont:
-> Elle va convertir cette vitesse en énergie potentielle et va monter d'orbite
-> En haut de son orbite elle aura diminué sa vitesse par rapport à la vitesse qu'elle avait en bas.

Pour être plus clair (car j'ai l'impression que c'est ça qui t'échappe), donner de la vitesse à un objet l'amène sur une orbite plus haute qui, paradoxallement, est plus lente. Et inversement quand on fait perdre de la vitesse à cet objet en orbite, cet objet va descendre et reprendre donc de la vitesse pour être finalement plus rapide qu'avant qu'on lui enlève de la vitesse !!!! ( mais elle se retrouve plus bas). J'espère que maintenant les choses sont claires, car il est tard et ce n'est pas toujours facile d'expliquer ça...

Quant à ta pesanteur artificielle (celle-la tu y tiens !!), quand un progress est allumé il y a une très légère poussée de quelques 10è de G qui est appliquée sur toute la station. Alors pour ne pas casser toutes les expériences en cours et beaucoup d'installations (qui ne sont pas faites pour supporter des accélérations ! ), beaucoup d'entre elles sont mises en veille le temps de la manoeuvre. Les astronautes eux-même sont déviés simplement vers certaines paroi situées dans le sens inverse de la poussée, ils se laissent donc comme "posés" sur une paroi le temps de la manoeuvre qui ne durent que quelques instants. J'ai déjà vu une vidéo de ça, on voit nettement les astronautes bouger vers une paroi, ce qui en tes termes correspondrait à une mini-gravité artificielle, et ils "tombent" vers une paroi.
Mais on te rappelle définitivement que la gravité artificielle de cette façon, bien loin d'être une chose difficile à avoir ou une réussite, est un phénomène obligatoire très néfaste pour les structures et les expériences, et si on pouvait s'en débarasser on le ferait !
La gravité artificielle, on l'a à bord pendant quelques secondes et de l'ordre de quelques 10è de G, mais c'est déjà trop et tout est fait pour éviter les dégats à bord.
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MessageSujet: Re: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 2:46

Bien sur, ici je ne détaille pas les manoeuvres pour descendre ou monter d'orbite, qui nécessitent elles-même 2 manoeuvres. Pour comprendre ça, prenons le cas où on perd de la vitesse en orbite grâce à, disons, un moteur très puissant.

On allume donc ce brave moteur en sens inverse de la marche: il nous freine. On perd de l'énergie cinétique (vitesse), on va descendre d'orbite donc on va gagner en énergie cinétique puisqu'on va perdre en énergie potentielle.
Au moment où on sera le plus bas, on aura tellement gagné de vitesse qu'on va même bien trop vite pour rester sur l'orbite basse, donc... on remonte en perdant de la vitesse !
Puis on va arriver au point de départ, avec l'altitude haute initiale, et pas assez de vitesse comme juste après le coup de moteur, donc... on redescend etc...

C'est une situation qui n'est pas stable: l'orbite est dite elliptique. Energie cinétique et énergie potentielle jouent au yoyo.

Pour rester sur orbite basse, on attend d'être au plus bas (rappelle-toi, là où on va trop vite et donc on remonte) et on freine une 2è fois ! On attend d'avoir la bonne vitesse pour rester sur orbite basse et on arrête de freiner: on ne touche plus à rien, on a changé d'orbite !

Ce qui est extraordinaire, c'est qu'à la fin on a une vitesse plus élevée qu'au début (car on est plus bas), alors qu'on a freiné 2 fois !
La leçon à retenir, c'est que sur orbite, pour accélérer il faut donc.... freiner, à condition bien sur d'accepter de perdre de l'altitude.
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MessageSujet: Re: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 2:51

Alpha a écrit:
est ce que la poussé qui sert a rétablir l'orbite de la station est suffisament longue pour créer une gravité artificiel pour les occupants de l'ISS?
Enfin, je ne vois pas en quoi la longueur de la poussée va servir à créer une quelconque force de pesanteur. Et puis aussi, par définition, à l'instant où tu exerces une force sur la station (un moteur du Progress ou un astronaute qui la pousse du petit doigt), tu crée une pesanteur artificielle sur la station, qui ne correspond qu'à une vulgaire accélération de la station.
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mic8


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MessageSujet: Re: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 8:34

Astrogreg a écrit:
La leçon à retenir, c'est que sur orbite, pour accélérer il faut donc.... freiner, à condition bien sur d'accepter de perdre de l'altitude.
Ca c'est le plus dûr à faire comprendre lorsqu'on ne maitrise pas le concept d'orbite, qui est une chute permanente.
Bravo pour tes explications!
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Alpha




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MessageSujet: Re: Le yoyo spatial   Mer 13 Déc 2006 - 22:56

Quel vulgarisation Astrogreg ! veneration

Tout est devenu très clair a mon esprit, je savais que tout ce qui tombe, ou perd de l'altitude augmente sa vitesse, mais j'avais oublié cette notion dans ma réflection. mur

La question au sujet du temps de poussé, étais dans le but de savoir si les cosmonautes seraient conscient de l'accélération de la station. Mais même a cette question tu as éclairé ma lanterne. cadeau
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