Question trace orbitale

[SAï]

Bonjour à tous !

C'est mon premier post sur ce forum et en tant que béotien, j'ai droit à une question idiote m'a-t-on dit.

Alors voilà, ça concerne la trajectoire de lancement de cette mission. C'est juste un détail mais ça me tracasse : j'aurais donc voulu savoir pourquoi la trace au sol sur cette image ne passe pas exactement par le site de lancement de Baïkonour.

Est-ce dû à un quelconque décalage temporel, une histoire de projection, une approximation de l'affichage, ou la trajectoire de lancement d'un lanceur peut-elle ne pas se situer du tout sur celle théorique de l'orbite, mais s'en rapprocher durant la montée ?

[Invité]

Il faut tenir compte de la rotation de la Terre. Comme l'orbite de l'ISS dure environ 1h30, entre temps la trace au sol s'est décalée de 360*1.5/24 = 22,5°.
En première approximation bien sûr :)

-> sujet divisé

[Mustard]

Ce qu'il faut c'est que le vaisseau et la station soient sur le meme plan orbital.
Donc sur le pas de tir, le vaisseau est lié à la Terre, donc il faut attendre que le plan de la station passe au dessus pour envisager un lancement. Après le lancement le vaisseau se trouve sur le meme plan orbital que la station donc le tracé au sol importe peu, ce décalage est du à la rotation de la Terre.
sur ton graphe, le vaisseau Soyouz est sur ISS, donc on est bien après le décollage, d'où l'inutilité d'avoir à ce moment là un tracé au dessus de Baikonour

Je te recommande le sujet sur les rendez-vous spatiaux de notre magazine FCS MAG n°1.

[Space Opera]

Je complète les choses très vraies qu'on posté mes camarades pour dire que 1 fois par jour, Baikonour tangente le plan de l'orbite. Si le satellite se trouve au même instant au bon endroit de son orbite, il va survoler son site de décollage.
D'ailleurs, les satellites sur orbite basse ne passent pas très loin de leur base de lancement au moins une fois par jour. Pas forcément précisément au-dessus, mais même avec un léger décalage le satellite reste visible par les antennes du lieu de lancement.

[Mustard]

Je complète les choses très vraies qu'on posté mes camarades pour dire que 1 fois par jour, Baikonour tangente le plan de l'orbite.

Oui Baikonour une seule fois car elle est au sommet du tracé de la projection au sol, mais pour une base de lattitude plus basse (KSC, Kourou) c'est deux fois, une fois en phase ascendante et une fois en phase descendante (je parle de la projection au sol)

[Space Opera]

Pour éviter toute confusion, il faudrait préciser "pour tout endroit" plutôt que "pour une base".
Parce que si on lance depuis le KSC, c'est évidemment le KSC qui tangente le plan orbital.

[SAï]

Ce qu'il faut c'est que le vaisseau et la station soient sur le meme plan orbital.

Voilà. Autrement dit, je quote un autre forumeur :

L'important est d'être d'office sur la bonne inclinaison, avec le minimum de correction d'inclinaison relative (Rinc) avec la cible.
Ce qui signifie qu'on se moque (presque) complètement de savoir où se trouve l'ISS sur cette trajectoire au moment de mettre la navette en orbite : elle peut être devant ou très largement derrière, voir carrément de l'autre coté de la planète.

Ce qui est important lors de la mise en orbite, c'est uniquement de minimiser le Rinc.

Après ça, la navette n'a plus qu'a rattraper l'ISS, car elle se met en orbite plus basse donc elle tourne plus vite que l'ISS.
Il suffit ensuite d'attendre d'être très proche de l'ISS (mais en dessous) afin d'opérer une accélération qui va créer un point de rendez-vous au bout d'une demi orbite avec une consommation de coco très réduite.

Donc pour effectuer un lancement efficace pour un rdv, il faut :
1) tirer lorsque la trajectoire de l'objet visé passe au dessus du pas de tir
2) choisir la même inclinaison que cet objet

Ce qui semble être le cas pour ce vol, le déphasage entre la sonde et la station ISS à l'allumage du 3ème étage -si j'ai bien compris les données- étant d'environ ΔΦ = 267 degrés.

Donc finalement, j'ai bien peur de ne pas avoir bien saisi l'explication de votre FAQ sur la fenêtre de lancement, puisqu'elle me semble erronée, ou du moins induire en erreur dans ce cas :

Pour un rendez vous spatial il est évident qu'on ne peut lancer une capsule si la station est de l'autre coté de la Terre, on attendra plutot que la station passe au dessus du centre spatial pour optimiser le vol et économiser ainsi énormément de carburant.

Ce qui ne paraît pas vrai dans bien des cas, puisqu'il semble relativement rare de cumuler à la fois le plan orbital (primordial) et une station à rejoindre peu éloignée (cas idéal mais peu fréquent en simultané).

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Et finalement ce qui m'intéresse, c'est de trouver la trace au sol du Soyouz à son lancement, et donc principalement son angle de tir puisque cette information n'a pas l'air disponible.

Je me suis dit que je pourrais peut-être avoir une bonne approximation par extrapolation en faisant passer la trace sinusoïdale de l'ISS par le site de lancement, même si leurs courbes de trajectoire doivent différer durant ce laps de temps, étant donné que la station est à vitesse nominale alors que le lanceur est en phase d'accélération.

Ce qui donnerait à la louche un angle Est-Nord-Est, comme le suggère ce lien :

Launching due east from Russia’s main launch site, Baikonur, would place spacecraft in a 45.6-degree inclination orbit – the launch site latitude. However, doing so would also drop the lower stages of the boosters on China. To avoid this, the Russians crank up the minimum inclination to 51.6 degrees.

Et ce que semble confirmer ce petit croquis approximatif résultat de l'extrapolation, où l'on peut deviner la tangente à la frontière chinoise (promis, j'ai pas fait exprès) qui confirmerait finalement, et en toute simplicité, le pourquoi de l'orbite de l'ISS (ça non plus, c'était pas le but).

[Invité]

L'azimut de tir se calcule simplement de la manière suivante :

az = arccos(cos(i)/cos(lat))

i : inclinaison de l'orbite
lat : latitude du site de lancement
az : angle de tir par rapport à l'Ouest (c'est l'usage, pour avoir par rapport au Nord il faut remplacer arccos par arcsin)

Pour l'ISS (51,6°), cela donne :
- depuis Baikonour (46°) : 26,8°
- depuis KSC (28,5°) : 45°
- depuis Kourou (5°) : 51,4°

On voit que logiquement plus on s'approche de l'équateur, plus l'angle de tir s'approche de l'inclinaison de l'orbite à atteindre.

Et effectivement, les orbites atteignables depuis Baikonour (a fortiori celle de l'ISS) sont contraintes par les corridors de tir que tu as évoqués.