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 Tout ce qui monte doit...

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Alpha




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MessageSujet: Tout ce qui monte doit...   Ven 27 Jan 2006 - 0:31

Je sait que si un orbiteur qui possède la vitesse pour une orbite géostationnaire est placé en orbite basse, il retombera au sol a brève échéance.

Par contre si l'inverse se produisait, soit un orbiteur qui possède la vitesse pour un orbite basse étais placé par erreur sur une orbite trop haute pour sa vitesse, qu'arriverait il? Prendrait il de l'altitude jusqu'a être perdu dans l'espace ou restera-t-il sagement sur son orbite de départ?
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Mustard
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Ven 27 Jan 2006 - 0:47

En fait l'altitude et la vitesse sont liées. Sur une orbite, plus tu augmenteras ta vitesse et plus ton orbite montra et inversement (Ellyptique ou circulaire selon le dosage de la poussée).
Par hypothèse si en orbite geo tu prends brutalement une vitesse plus élevé que tu aurais eu plus bas, alors ton orbite va monter (enfin l'altitude à l'opposée de ton orbite actuel). C'est comme donner un coup de moteur dans le sens de la révolution. Il faut savoir que lorsqu'on augmente la vitesse en orbite, c'est le point opposé de l'orbite qui augmente son altitude, alors que l'altitude actuel ne bouge pas. Pour garantir une orbite circulaire il suffit ou de doser durant toute l'orbite ou de donner une impulsion identique à l'opposée de l'orbite.

Par contre cela n'ira pas jusqu'à créer une vitesse de liberation de la gravité terrestre pour envoyer l'objet dan sl'espace solaire car il est plus facile d'éjecter un object qui est proche de la terre que loin car on bénéficie de la force gravitationnel de la Terre. J'explique mal car je n'ai pas les termes exactes mais dans les tutoriaux de vol interplanétaire pour Orbiter c'est ce qu'ils préconisent.


Ces tests sont faciles à démontrer avec Orbiter.
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Alpha




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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 28 Jan 2006 - 19:01

Merci de tes réponses, et maintenant je sais comment corrigé ou provoqué une orbite elliptique. Par contre mes connaissances m'empêche de bien comprendre certaine explication. J'ai toujours cru qu'un satelite en orbite basse devait avoir une vitesse plus grande qu'un satelite a très haute orbite tout comme les planètes autour du soleil. Suis je dans l'erreur???
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Mustard
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 28 Jan 2006 - 21:27

tu as raison, plus tu es bas plus tu as besoin d'une vitesse importante pour rester en orbite.
J'ai testé sous orbiter et j'obtiens ceci:

Alt: 170km, V=7400m/s (orbite basse)
Alt: 500km, V=7215m/s (orbite d'ISS)
Alt: 36000km, V=2600m/s (Orbit egéostationnaire)

Ca donne une idée de la chute de la vitesse nécessaire pour être en orbite plus haut.
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Alpha




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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 28 Jan 2006 - 22:58

Le problème est que de nouvelles questions me viennent a l'esprit a chaque fois que vous (les gens du forum) améliorez mes connaissances.

Avec les données que je vois, je comprend pourquoi il est plus pratique d'être en orbite basse pour éventuellement quitté l'attraction terrestre.

Mais cette fois, ma question reste sans réponse, qu'arriverait il si un satelite était placé a 36000 Km d'altitude avec une vitesse de 6 Km/sec.
Son orbite serait il obligatoirement ellyptique ou bien il prendrait régulièrement de l'altitude?
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dominique M.


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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 12:41

est-ce que quelqu'un pourrait nous faire un petit "cours" sur les rendez-vous en orbite?
je ne sais plus qui était surnommé "Mrs Rendez-vous": Collins ou Aldrin???
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Patrick
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 12:52

Alpha a écrit:



Mais cette fois, ma question reste sans réponse, qu'arriverait il si un satelite était placé a 36000 Km d'altitude avec une vitesse de 6 Km/sec.
Son orbite serait il obligatoirement ellyptique ou bien il prendrait régulièrement de l'altitude?

Elle aurait, en effet, un apogée largement supérieur à 36.000 km et donc ce serait une orbite elliptique et une vitesse, en fait, aux environs de 9 km/s. Il faut que je regarde ds mes tablettes à quelle orbite correspond une vitesse de 8,6 ou 9 km/s
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Patrick
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 16:01

Patrick RR a écrit:
Alpha a écrit:



Mais cette fois, ma question reste sans réponse, qu'arriverait il si un satelite était placé a 36000 Km d'altitude avec une vitesse de 6 Km/sec.
Son orbite serait il obligatoirement ellyptique ou bien il prendrait régulièrement de l'altitude?

Elle aurait, en effet, un apogée largement supérieur à 36.000 km et donc ce serait une orbite elliptique et une vitesse, en fait, aux environs de 9 km/s. Il faut que je regarde ds mes tablettes à quelle orbite correspond une vitesse de 8,6 ou 9 km/s

Par exemple je prends "Plate-forme pour le cosmos" (edition bleue) d'Albert Ducrocq à la page 63, il nous dit qu'à 38.268 km (à 7 rayons du centre de la Terre) la vitesse circulaire est de 2.991 m/s et que le coût total de l'opération (cad atteindre cette altitude et s'y maintenir grâce à la force centrifuge du satellite de 2.991 m/s) est de 13.256 m/s.En fait, si on propulsait le satellite à 6 Km/s au lieu de 2,9 km/s on se retrouverait sensiblement dans les conditions de "New horizons".
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Alpha




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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 16:21

Donc en relâchant un satelite a trop grande vitesse pour son orbite haute, le satelite quitterait son orbite pour se perdre dans l'espace.
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Patrick
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 16:28

Alpha a écrit:
Donc en relâchant un satelite a trop grande vitesse pour son orbite haute, le satelite quitterait son orbite pour se perdre dans l'espace.

Absolument. A chaque orbite correspond une vistesse bien précise qui correspond à une force centrifuge qui équilibre l'attraction terrestre, pour dire les choses simplement
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Patrick
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Dim 29 Jan 2006 - 16:29

Patrick RR a écrit:
Alpha a écrit:
Donc en relâchant un satelite a trop grande vitesse pour son orbite haute, le satelite quitterait son orbite pour se perdre dans l'espace.

Absolument. A chaque orbite correspond une vistesse bien précise qui correspond à une force centrifuge qui équilibre l'attraction terrestre, pour dire les choses simplement

Désolé pour la répétition de "correspond". J'ai mal relu
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Tibret


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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Ven 3 Fév 2006 - 23:42

Mustard a écrit:
tu as raison, plus tu es bas plus tu as besoin d'une vitesse importante pour rester en orbite.
J'ai testé sous orbiter et j'obtiens ceci:

Alt: 170km, V=7400m/s (orbite basse)
Alt: 500km, V=7215m/s (orbite d'ISS)
Alt: 36000km, V=2600m/s (Orbit egéostationnaire)

Ca donne une idée de la chute de la vitesse nécessaire pour être en orbite plus haut.

Mathématiquement, d'après le modèle le plus simple (sans considérer de perturbations, par exemple dues au freinage atmosphérique) la vitesse d'un corps sur une orbite circulaire d'altitude H est proportionnelle à l'inverse de la racine carrée de (H+RT) où RT est le rayon de la Terre. Ainsi, plus l'altitude augmente, plus la vitesse diminue.
Il semble effectivement paradoxal de devoir fournir une vitesse supplémentaire pour passer à une orbite d'altitude supérieure, donc à vitesse plus faible (on accélère pour se freiner...)
En fait il faut plutôt raisonner en terme d'énergie : celle-ci est la somme de l'énergie cinétique du corps (= la vitesse qu'il a) et de son énergie potentielle (= son altitude). Or, pour des orbites circulaires, cette énergie est négative et inversement proportionnelle à l'inverse de (H+RT) (sans la racine carrée cette fois). Ainsi, en augmentant l'altitude, l'énergie croît (en restant négative) jusqu'à valoir 0 pour une orbite d'altitude infinie (en théorie du moins!!)
Et pour monter l'altitude d'une orbite, il faut donc bien fournir une énergie (via un incrément de vitesse), et réciproquement, lorsque l'altitude diminue, l'énergie totale diminue également (l'énergie cinétique, liée à la vitesse, augmente, mais l'énergie potentielle, liée elle à l'altitude, diminue "plus")
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Alpha




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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 0:14

Je sais que lorsqu'un satelite a perdu de la vitesse au point de prévoir sa chute vers la terre, les gestionnaires du satelite donne une poussé pour en augmenté l'altitude, c'est plus économique que de lui rendre sa vitesse initiale.

Le secret semble être dans la direction de la poussé plutôt que dans la puissance de la poussé.
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Space Opera
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 0:19

exact, regarde pour celà ma réponse que je t'ai faite en bas du topic ICI
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Mustard
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 10:06

Pour les rendez vous je vais t'expliquer la méthode sans rentrer dans les lourds détails des formules mathématiques que d'autres t'expliqueront mieux que moi. Je vais just et'expliquer le principe.
Imaginons par exemple que la navette doit partir pour rejoindre ISS.

Faire un rendez vous nécessite deux choses primordiale. Avoir le meme plan orbital, puis rejoindre l'objectif sur la meme orbite. Cela peut consommer énormément de carburant et le but sera justement de limiter ceci. Pour avoir le meme plan orbital le mieux est d'attendre que le plan de la station passe au dessus du pas de tir. Cela arrive 2 fois à chaque orbite d'ISS (l'une est montante l'autre est descendante). Mais l'idéal est encore quand le plan passe sur le pas de tir mais qu'en plus ISS ne soit pas loin. En gros quand ISS passe au dessus de la Floride c'est le moment idéal pour un lancement. Le manquement à cette règle se paye par une surconsommation de carburant.

Voila donc la première règle, qui explique pourquoi on utilise des fenetres de tir pour rejoindre ISS. Il faut donc avoir le meme plan orbital.

Seconde chose, une fois le plan identique et l'orbite identique (ISS tourne vers les 450km) il faut rejoindre ISS. 2 cas se présentent, soit elle est devant, soit elle est derrière. La seule solution pour gagne rou perdre du terrain est de jouer sur l'altitude de l'orbite de la navette.
En effet, si la station est devant il faut aller plus vite qu'elle pour la rejoindre. Pour cela la seule méthode consiste à descendre l'altitude de la navette, qui prendra ainsi de la vitesse. On n'est pas obligé de descendre l'altitude de toute l'orbite et se contenter d'avoir un pérgigé plus bas et un apogé identique à ISS. Ce sera plus long c'est tout mais plus économique.
Si ISS est derrière alors c'est l'inverse. On doit ralentir et pour cela le mieux est de prendre de l'altitude.
Ainsi petit à petit on se rapproche d'ISS mais si on veut être économe en carburant il faut savoir être patient et cela explique pourquoi la navette et le Soyouz mettent presque 2 jours pour faire un rendez vous.

A noter que dans la réalité la navette, une fois en orbite et sur le meme plan, ne cherche pas immédiatement à atteindre la meme orbite pour la remodifier ensuite, je disais cela dan smon exemple pour que ce soit plus clair. Généralement la méthode la plus classique et la plus économe consiste à la faire prendre un peu de retard par rapport à ISS. comme cela il suffit de rattraper ISS. On optera donc pour une orbite plus faible qu'on montera progressivement au fur et à mesure qu'on s'en approchera.
En effet, si la navette devait être en avance et ralentir on devrait utiliser des orbite plus hautes, et là forcément cela signifie plus de consommation de carburant pour les atteindre.
Anoter aussi que si ISS est loin on peut aussi limiter la ocnsommation en faisan tde petit changement d'orbite mais dans ce cas il faudra être très patient car on ne la rattrappera que petit à petit.

Limiter la consommation de carburant à 3 avantages.
- Il faut en garder un maximum pour les manoeuvres, la désorbitation, et avoir une réserve en cas de pépin. Et puis la réserve de carburant dans la navette est très limité. Ce point est le plus important, les 2 suivants sont secondaires.
- Le carburant à un cout financier, meme si cet aspet est négligeable comparé au cout global de la mission.
- Le carburant c'est du poids. Plus on aura besoin de carburant pour un vol, plus la charge utile sera faible. Cela permet aussi d'alléger la navette au décollage.


J'espère avaoir été clair ?


Dernière édition par le Sam 4 Fév 2006 - 10:59, édité 2 fois
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Patrick
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 10:15

pour ça il faut essayer "Orbiter" car c'est un bon moyen de se rendre compte de ce qu'est un RV orbital : jai essayé vainement de m'arrimer à une cible Agena avec une capsule Gemini deux ou trois fois ... Difficile d'être pilote spationaute, même virtuellement.

;-)))
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Blink / Pamplemousse


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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 11:07

Patrick RR a écrit:
pour ça il faut essayer "Orbiter" car c'est un bon moyen de se rendre compte de ce qu'est un RV orbital : jai essayé vainement de m'arrimer à une cible Agena avec une capsule Gemini deux ou trois fois ... Difficile d'être pilote spationaute, même virtuellement.

;-)))
Mais quand on réussi, quel pied !
Le jour où j'ai amarré pour la première fois un Delta Glider à МИР (Mir), j'ai ammeuté toute la maison pour venir voir mon exploit.
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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 11:19

Toutes les premières réalisées avec Orbiter sont de grand moment. Je me rappelle encore de l'émotion de ma première mise en orite autour de la lune, de mon premier alunissage. Mais le top reste pour moi mon premier voyage vers Mars. Quel pied de voyager si longtemps (un peu moins d'une heure), de faire les correction et de voir finalement Mars la rouge pointer son nez. Surtout qu'avant de réussir j'avais cumulé les échecs.

Ce qui est bien avec Orbiter, c'est que sans rentrer dans les détails complexes de la vraie grosse simulation professionnelle il permet de comprendre énormément de chose sur la mécanique spatiale.
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Alpha




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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 15:40

C'est très clair Mustard, cela me permet de comparer le comportement de la navette en recherche d'arrimage a un avion en descente qui prend de la vitesse même si les moteurs sont coupé ou qui ralenti après un gain d'altitude.

Naturellement, la gestion de la réserve de carburant est la plus grande contrainte des moteurs a propulsion.
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dominique M.


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MessageSujet: Re: Tout ce qui monte doit...   Sam 4 Fév 2006 - 18:24

Mustard a écrit:
Pour les rendez vous je vais t'expliquer la méthode sans rentrer dans les lourds détails des formules mathématiques ...........
J'espère avaoir été clair ?


que les choses complexes s'éclairent quand elles sont énoncées simplement!
I copy you
Thanks!
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