Orbite de transfert

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Une orbite de transfert, dans le domaine de l'astronautique, est l'orbite sur laquelle est placé temporairement un véhicule spatial entre une orbite initiale, ou la trajectoire de lancement, et une orbite visée.

Le terme correspondant en anglais est transfer orbit.

[modifier] Référence

Droit français : arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales.

[modifier] Orbite de transfert géostationnaire

Article détaillé : Orbite de transfert géostationnaire.

[modifier] Orbite de transfert de Hohmann

Une trajectoire (ou transfert) de Hohmann est une trajectoire de moindre consommation d'énergie et donc aussi le plus lent trajet pour joindre deux corps célestes.

C'est un cas facile à résoudre et assez économique.

L'orbite d'attente est circulaire de basse altitude, soit, par exemple, $r 1 = 1.15 R$ ( avec R rayon terrestre), de période $T_0 \left(\frac{r_1}{R}\right)^{3/2}$ , de vitesse $V_0 \left(\frac{R}{r_1}\right)^{1/2}$ . ( $T 0 =$ 84mn ; $V 0 =$ 8.2km/s).

L'orbite visée est circulaire de haute altitude, soit, par exemple, $r 2 = 6.61 R$ , donc $T 2$ et $V 2$ .

L'orbite de Hohmann est l'ellipse de transfert de périgée $r 1$ et d'apogée $r 2$ , donc de grand axe $2 a = r 1 + r 2$ , et d'excentricité $e = \frac{r_2-r_1}{r_2+r_1}$ . Donc de moment cinétique $L$ connu, d'énergie connue $E$ , de période connue $T$ .(Soit $2 a = 7.76 R$ , $e = 0.708$ )

Au temps $t 0$ , un moteur booste un surcroît de vitesse $v$ au satellite de sorte que $m (V 1 + v) r 1 = L$ . Le satellite arrive au temps $t 0 + T / 2$ à son apogée $r 2$ . Mais avec une vitesse insuffisante. Un moteur imprime donc un nouveau boost de vitesse $v'$ de sorte que $L + m v'. r 2 = m V 2 . r 2$ .

Il faut donc que le décalage angulaire, au temps $t 0$ , entre la position du satellite $S 1$ et la position du satellite $S 2$ soit $2\pi \frac{1-T}{2T_2}$ , dans le cas d'un rendez-vous.

Le coût énergétique est bien sûr d'avoir monté le satellite, transféré de $r 1$ à $r 2$ . Et il a été distribué en 2 fois : surcroît $v = 0.277 V 0$ , puis $v' = 0.178 V 0$ , ce qui représente beaucoup d'ergol, malgré tout!