Retour de Mars en passant par Vénus ?

[PierreB87]

Bonjour,

Ceci est ma première participation à ces forums.

Je sais que pour aller sur Mars et y revenir la trajectoire la plus économique est l’orbite de transfert de Hohmann.

Je sais également qu’en raison de cette même orbite de transfert les astronautes qui débarqueront sur Mars devront y rester plusieurs mois afin de pouvoir avoir une fenêtre de tir pour le retour.

Et je sais aussi que pour envoyer une sonde vers les planètes externes on peut utiliser l’assistance gravitationnelle (Fly by) de planètes (Vénus, Terre, Jupiter), pour la placer sur une autre orbite.

Ces prémisses étant posées, elles permettront de savoir ce que je connais, afin d’éviter tout un tas d’explications.

Alors voici. Ma question est pûrement académique et je ne sais même pas si elle a un sens. Mais enfin, bon…

Supposons qu’une équipe d’exploration martienne rencontre un problème catastrophique peu de temps après leur arrivée. Je ne sais pas, moi, une tempête gigantesque, une panne irréparable, en tout cas, un truc qui risque de détruire les appareils au sol et le module de retour. La seule possibilité est de décoller rapidement. Bon, le retour vers la Terre est impossible dans ces conditions. Les planètes ne sont pas dans les bonnes positions pour reprendre l’orbite de transfert. Mais peut-on envisager ce qui suit, je veux dire, est-ce seulement pensable ?

Plutôt que de se mettre sur une orbite de Hohmann vers la Terre, on se met plutôt sur une orbite vers Vénus, puis on utilise Vénus pour un Fly By qui nous placerait sur une orbite vers la Terre.

Est-ce pensable? Faisable?

Merci à l’avance pour vos réponses et vos avis éclairés.

Pierre
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[vanos]

Bonjour Pierre,

Bienvenue chez Futura-Sciences.
Ton idée est complètement irréaliste. Tu as négligé le facteur temps, jamais l'équipage n'aura le ravitaillement nécessaire tant en nourriture qu'en oxygène.
De plus les configurations planétaires pour réaliser ce impensable voyage n'ont quasiment aucune chance d'être réunies, d'autant plus que, par définition, un accident n'est jamais programmé.
La distance minimale en Mars et Vénus est de plus de 100.000.000 km.
Non, il faut garder les pieds sur terre.(sans jeux de mots).

Amicalement.

[Vador59]

Salut à tous!
Salut à toi PierreB87 et bienvenu sur les forums!

Je dois avouer que je suis à la fois d'accord et pas d'accord avec Vanos!

Effectivement, à supposer qu'il y ait un gros pépin en orbite martienne, l'intérêt serait d'effectuer un retour direct vers la Terre, le plus rapide possible. Vénus est trop lointaine par rapport à la planète rouge pour venir y faire du tourisme (!), fusse pour sauver quelques spationautes...

En revanche, en cas de mission nominale, il a déjà été question d'un passage à proximité de Vénus, non pas pour accélérer l'équipage et sa fusée, mais pour les freiner; une telle configuration avait même été imaginée par Wernher von Braun lui-même, à l'époque où la NASA envisageait l'utilisation à court terme de la propulsion nucléothermique. Voici un petit lien où il en est question: http://jpcolliat.free.fr/lune/nerva_4.htm

En espérant que cela répond à ta question!

Bonne journée tout le monde!

[PierreB87]

Salut à tous!
Salut à toi PierreB87 et bienvenu sur les forums!

Je dois avouer que je suis à la fois d'accord et pas d'accord avec Vanos!

Effectivement, à supposer qu'il y ait un gros pépin en orbite martienne, l'intérêt serait d'effectuer un retour direct vers la Terre, le plus rapide possible. Vénus est trop lointaine par rapport à la planète rouge pour venir y faire du tourisme (!), fusse pour sauver quelques spationautes...

En revanche, en cas de mission nominale, il a déjà été question d'un passage à proximité de Vénus, non pas pour accélérer l'équipage et sa fusée, mais pour les freiner; une telle configuration avait même été imaginée par Wernher von Braun lui-même, à l'époque où la NASA envisageait l'utilisation à court terme de la propulsion nucléothermique. Voici un petit lien où il en est question: http://jpcolliat.free.fr/lune/nerva_4.htm

En espérant que cela répond à ta question!

Bonne journée tout le monde!

Hé, merci Vador! C'est super. Merci aussi Vanos, mais je me disais que les problèmes que tu soulèves (nourriture, etc.) ne poseraient pas de problème puisque de toute manière ils devaient rester plusieurs mois sur Mars sans compter le voyage de retour. Dans le cas présent, en repartant tout de suite vers Vénus, ils sauvent la période de temps Martienne.

Merci pour le lien Vador. J'avoue que le but de ma question s'inscrit dans le contexte d'un ouvrage de fiction, mais je cherche le plus de crédibilité scientifique possible. Mais si on peut aller plus vite que la lumière dans Star Trek, je peux bien me premettre un retour de Mars en passant par Vénus.

Je sais Vanos, que les trois planètes doivent présenter une configuration particulière pour permettre un tel retour, mais dans le contexte que je cherche, alors que l'équipage sur Mars perd tout espoir, l'un d'eux aura pris le soin d'étudier les orbites, et...

Quand je disais que la question était académique, c'est ceci :

Le module de retour doit j'imagine être configuré pour un retour vers la Terre sur l'orbite prévue, donc un décollage avec une vitesse donnée pour prendre l'orbite de transfert, impliquant une masse précise et une quantité de carburant donnée. En supposant que les planètes soient dans le bon alignement, y a-t-il une impossibilité technique de partir pour Vénus alors que le carburant prévu était pour la Terre.

Merci encore

[A voir en vidéo sur Futura]

[vanos]

Vénus est trop lointaine par rapport à la planète rouge pour venir y faire du tourisme (!), fusse pour sauver quelques spationautes...

Bonjour Vador,

Ah! horreur, la faute classique, il faut écrire : fut-ce ou fût-ce si c'est le subjonctif.

Pour le français, merci.

[Vador59]

Salut Vanos!

Oups!!!
Moi qui peste contre mes élèves pour leur orthographe minable, je suis pris en flagrant délit...
Bon, ben voilà, on dira que c'est l'exception qui confirme la règle
Avec mes excuses à Maître CApello et consors...

Bonne soirée à tous!

PS: des infos sur d'autres trajectoires Mars-Vénus-Terre???

[Carcharodon]

simplement il faudrait un sacré coup de bol pour que la fenêtre de tir soit disponible a ce moment là.

le voyage spatial, ça se pense en terme de fenêtre de tir, d'angle de tir et de quantité d'energie injectée, c'est tout.
Si t'es pas dans la fenêtre, t'es foutu, point final.
Sauf si tu as des capacités quasi illimitées en carburant.
ce qui est complètement irréaliste.

Sinon, ta fronde avec venus, c'est parfaitement possible ... si tu tires dans la bonne fenêtre.
Et avec une fronde, le nombre de fenêtres de tir est encore bien plus réduit qu'avec des tirs directs, car il faut aligner 2 corps célestes correctement au lieu d'un seul.

Donc possible seulement si planifié ou extrême coup de bol.

[PierreB87]

Donc possible seulement si planifié ou extrême coup de bol.

Oui effectivement, tu as raison là-dessus. Mais à compter du moment que c'est crédible scientifiquement, la chance est souvent au rendez-vous dans les ouvrages de fiction. Je voulais m'assurer que c'est plus crédible que d'envoyer deux navettes bourrées de foreurs à la rencontre d'un astéroide.

Cela dit, ce "coup de bol" doit pouvoir se calculer. Connaissant la période orbitale de la Terre, de Mars et de Vénus, il doit être possible de déterminer à quelle période se présente une fenêtre de tir permettant ce voyage Mars-Vénus-Terre, et partant de là, établir une probabilité que cette même fenêtre se présente alors que nous sommes justement sur Mars face à une situation de retour urgent. La bonne configuration se présente à tous les quoi, 800 jours? 2000 jours? 10000 jours ? Plus?

Je me demande aussi si ce voyage Mars-Vénus-Terre serait plus long ou moins long que le séjour normal sur Mars suivi du retour Mars-Terre. D'après moi, Mars-Terre et Vénus-Terre ça doit être dans le même ordre de grandeur, donc il s'agit de savoir si le voyage Mars-Vénus est plus long que le séjour sur Mars.

[Carcharodon]

Un système a 3 corps c'est nettement plus "velu" qu'un système a 2 corps.
Les fenêtres sont nettement moins fréquentes.

Un logiciel sympa qui peut te permettre de constater tout ça , c'est orbiter.
Avec le module transX ou IMFD, tu peux trouver des fenêtres de tir en utilisant la fronde gravitationnelle :

http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/
http://orbiter.dansteph.com/forum/list.php?f=3

Et là tu t'aperçois que les fenêtres de fronde sont quand même très rares.
Il faudrait un extrême coup de bol pour qu'une fenêtre soit présente au moment ou tu en as besoin, et rappelles toi que le voyage est considérablement plus long qu'un tir direct, de 1.5 a X fois.

Ce qui signifie au final, que dans 99.9% des cas, sauf alignement exceptionnel au bon moment, il restera préférable d'attendre la fenêtre de tir direct SI le retour doit être rapide.

La fronde gravitationnelle n'est en fait utilisée que pour économiser du coco, c'est sa fonction unique ... mais en rallongeant, parfois énormément, la trajectoire de l'engin jusqu'à sa destination.

Utile par exemple pour lancer un satellite très lourd (donc limite en puissance de tir pour sa masse) qui profitera de l'accélération de Jupiter pour atteindre les confins du système.

La sonde qui a le plus utilisé l'effet de fronde : Cassini-Huygens
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mission_Cassini-Huygens

regardes cette trajectoire de fou, uniquement pour compenser le manque de coco embarqué.
=>

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...ertical_FR.svg

1) Decollage, puis première fronde avec venus (cercle vert)

2) La première fronde opérée sur Vénus, l'aphélie de la trajectoire de la sonde augmente significativement (cercle rouge) durant cette révolution, la sonde reprend une accélération grâce a Venus

3) A la sortie de la deuxième révolution, juste après avoir pris la seconde fronde avec venus, la sonde va profiter aussi d'une fronde avec la Terre qu'elle a quitté 2 ans auparavant !
incroyable non !

4) Toute cette énergie acquise avec les frondes gravitationnelles lui donne suffisamment d'énergie pour rejoindre l'orbite de Jupiter (demi-axe bleu).

5) arrivé a Jupiter, la planète géante lui donne de nouveau un coup de pouce, le plus puissant de tous (même si c'est mal illustré sur le schéma) afin de propulser l'engin jusqu'à l'orbite de Saturne, sa destination finale.


ce qu'ils ont eu a faire, c'est :

1) tirer le lanceur sur la trajectoire initiale
2) faire une correction a l'aphélie pour viser une fronde avec venus pour sortir du système

deux mises a feu en tout, + quelques petites corrections inévitables (a cause de "l'effet papillon" sur des systèmes a plusieurs corps).

Mais une bonne partie de l'énergie est d'origine planétaire, gravitationnelle, et il n'y a pas eu que de l'énergie thermique utilisée.

Surtout grâce a Jupiter :

30 décembre 2000 : Survol de Jupiter à 9,7 millions de kilomètres, à une vitesse de 11,6 km/s, ce qui raccourcit le voyage vers Saturne de 2 ans.

Attention cependant, l'alignement était tout a fait exceptionnel !
Je crois qu'on en a un tout les 300 ans comme ça (de mémoire vacillante)

Une chose intéressante a observer, aussi, c'est le nombre colossal d'orbites qui ont été nécessaires, avant que la sonde n'atteigne enfin son orbite nominale =>

http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:C...etical)_FR.jpg

Voilà comment on pilote une sonde "sous-motorisée" avec l'aide des planètes du système.
Magnifique exemple d'école de Cassini-Huygens.

[invite46dafc58]

La fronde gravitationnelle n'est en fait utilisée que pour économiser du coco, c'est sa fonction unique ... mais en rallongeant, parfois énormément, la trajectoire de l'engin jusqu'à sa destination.

C'est faux ! Même si c'est généralement le cas !
Dans la plus part de missions spéciales, on cherche à minimiser la quantité de carburant à emmener en orbite pour limiter les coût de lancement.

Mais si il y a un impératif de temps, comme les cas des touristes martiens de PierreB87 ou bien de la mission New Horizons
L'assistance gravitationnelle peut également permettre de raccourcir le temps de voyages.

Ps : Désolé de déterrer un vieux topic. (Mais il le mérite)

[Carcharodon]

C'est faux ! Même si c'est généralement le cas !

c'est faux, même si c'est plus souvent le cas.
... d'accord

Ton exemple new horizon est mauvais : il lui faut 9 ans entre le tir et l'arrivée sur pluton, alors qu'il en aurait fallu moitié moins en tir direct, mais qui consommerait plus de coco.
donc mauvais exemple et déterrage inutile.