Catapulte sur l'ISS

[papyneo]

Bonjour,
Cette question est purement théorique. J'installe une catapulte sur l'ISS. Cette catapulte peut ejecter une masse de 100kg perpendiculairement à la trajectoire de la station spatiale.
Que ce passe t-il? La masse va continuer dans la direction initiale ou bien elle va s'installer sur une orbite différente ?
Y aura t'il une influence détectable à cause de l'éjection sur la station spatiale?
Faut-il une vitesse minimum de la catapulte pour que la masse puisse continuer dans sa direction?
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[Black Jack 2]

Bonjour,

Sans entrer dans les détails.

Soit V0 la vitesse (référentiel géocentrique) de l'ISS avant la "catapulte"
Et V1 la vitesse (par rapport à l'ISS) de lancer de l'objet.

La vitesse de l'objet (référentiel géocentrique) au moment du lancer est V = sqrt(Vo²+V1²)

Si V > vitesse de libération, l'objet filera vers l'infini.

Si V < vitesse de libération, l'objet restera en orbite autour de la Terre ... mais évidement sur une autre orbite que celle originale.

La vitesse de libération à la distance d entre l'ISS et le centre de la Terre au moment du catapultage est Vlib = sqrt(2GM/d)

Avec G la constante de gravitation (6,67.10^-11 SI), M la masse de la Terre.

[Gilgamesh]

Bonjour,
Cette question est purement théorique. J'installe une catapulte sur l'ISS. Cette catapulte peut ejecter une masse de 100kg perpendiculairement à la trajectoire de la station spatiale.
Que ce passe t-il? La masse va continuer dans la direction initiale ou bien elle va s'installer sur une orbite différente ?
Y aura t'il une influence détectable à cause de l'éjection sur la station spatiale?
Faut-il une vitesse minimum de la catapulte pour que la masse puisse continuer dans sa direction?

Tu augmente l'énergie orbitale de la masse, qui va s'installer sur une orbite plus excentrique (son périgée sera plus élevé que celui de l'ISS).

J'ai un poil la flemme de faire le calcul précis mais tout est détaillé page 12-13 de ce document (se placer en repère tangentiel/normal) :
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012145/document

[Black Jack 2]

Rebonjour,

En supposant l'orbite de l'ISS circulaire avant la propulsion ...

L'estimation de la vitesse de "propulsion" à fournir pour que l'objet, soit échappe à l'attraction terrestre, soit prenne une trajectoire elliptique autour de la Terre est facile.

La vitesse de libération est la vitesse de satellisation * sqrt(2)

Donc si (avec les symboles de ma réponse précédente) :

Vo est la vitesse satellisation de l'ISS.

Si V1 > Vo, on aura V > Vo * sqrt(2) et l'objet échappera à l'attraction de la Terre.

Si V1 < Vo, on aura V < Vo * sqrt(2) et l'objet de mettra sur une orbite elliptique autour de la Terre.

Sauf si je me trompe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papyneo]

J'ai posé cette question car lorsque l'on veut se débarrasser d'un satellite obsolete, la seule solution essayée c'est d'envoyer un missile pour l'exploser.
Je me demandais ce qu'il faudrait comme énergie pour le pousser hors de la gravitation de la terre et qu'il se perde dans l'espace

[gts2]

lorsque l'on veut se débarrasser d'un satellite obsolète, la seule solution essayée c'est d'envoyer un missile pour l'exploser.

Le missile ce n'est pas pour se débarrasser d'un satellite obsolète, mais pour détruire un satellite ennemi.

[papyneo]

Alors comment peut on faire pour eliminer un sattellite qui ne sert plus? Vont ils rester en orbite indefiniment?

[Black Jack 2]

Bonjour,

Pour les satellites en orbite proche de la Terre (quelques centaines de km), ils vont retomber sur Terre avec un délai plus ou moins long.

L'atmosphère de la Terre, à ces distances, est très "ténue" mais il reste des molécules d'air et donc un frottement (faible mais pas nul) avec les satellites.
Ce frottement diminue progressivement l'énergie mécanique du satellite et les dirige vers des orbites plus basses ... ou le frottement augmente et ...
Plus l'orbite est basse, plus vite le satellite retombera sur la Terre... en étant en partie réduits en poussières dans la fin de "la descente" par l'augmentation de la température du satellite due au frottements.

Pour les satellites en orbite lointaine (par exemple les géostationnaires), il n'y a plus de frottements avec des molécules d'air résiduelles (on est hors atmosphère) et ce qui reste de frottement avec des poussières éventuelles est tellement petit que le satellite restera éternellement en orbite (même si éternellement est évidemment à nuancer).

Une estimation les délais de retombée sur Terre est :

- entre 6 et 12 mois pour une orbite initiale à 360 km d'altitude
- 25 ans pour une orbite initiale à 500 km d'altitude
- Plus de 100 ans pour une orbite initiale à 800 km d'altitude
- 2000 ans pour une orbite initiale à 1200 km d'altitude
- oo pour des orbites à 36000 km d'altitude (géostationnaires par exemple)