Bonjour a tous ;
Comment accélère t’on un engin spatial en le faisant frôler une planète ?
Je peux comprendre que l’attraction d’une planète permet de dévier ou d’accélérer un corps qui s’en rapproche, mais je ne saisis pas que cette vitesse gagnée ne soit pas reperdue à la sortie.
Merci
Bonjour,
Si on prend une planète et qu'on envoie une sonde pour la frôler (sans toucher à son atmosphère), il est bien sûr que la sonde ira à la même vitesse. Elle accélèrera en s'approchant et perdra toute cette belle vitesse pour s'arracher à la gravité de la planète dont elle vient de s'approcher. Donc pas de gain.
Le secret se trouve dans le fait que la planète se déplace autour du soleil, c'est cette vitesse qui est convoitée. Pour bien faire comprendre le phénomène, imaginons une situation extrême. On envoie notre sonde carrément ricocher sur la planète (oublions l'atmosphère et tout le toutim). La vitesse qu'elle à gagné en tombant vers la planète sera intégralement dépensée pour s'éloigner de la dite planète. Mais il va lui rester toute l'énergie qu'elle aura reçu lors de son rebond.
Un physicien devrait pouvoir te resumer tout ce beau texte en une seule ligne d'équations mathématiques (ou alors se payer ma tête en m'expliquant à quel point je me suis emmêlé les pinceaux.)
Cordialement,
André
Sans la liberté de blâmer, il n'est point d'éloge flatteur. (Beaumarchais)
Salut,
Je ne pense pas que tu te sois emmêlé les pinceauxEnvoyé par QuébecEcho
Un physicien devrait pouvoir te resumer tout ce beau texte en une seule ligne d'équations mathématiques (ou alors se payer ma tête en m'expliquant à quel point je me suis emmêlé les pinceaux.
Et comme un pt'tit lien vaut mieux qu'un long discours :
http://culturesciencesphysique.ens-l...FrondeGrav.xml
http://irh.unice.fr/spip.php?article18
Dernière modification par Deedee81 ; 29/04/2008 à 10h34. Motif: orthographe
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pour compléter, il est bien évident que pour bénéficier de l'effet de fronde, la sonde doit venir contre la planète "de face" (ie. dans le sens opposé à la vitesse de la planète) pour profiter d'un effet maximal dans le référentiel solaire. D'un autre côté, on peut aussi utiliser cet effet pour ralentir une sonde (mais je ne sais pas si cela a déjà été utilisé en pratique).
Je pense que c'est le contraire. On s'arrange pour que les trajectoires soient telles que la sonde soit poursuivie par la planète qui la rattrappe (elle va plus vite) et l'entraîne. D'ailleurs si elle percutait la sonde par derrière on
comprend bien que dans le choc, la sonde gagnerait de la vitesse!
Comme ce serait un peu violent et dévastateur, la planète ne fait que froler la sonde. Dans l'interaction, la sonde gagne de la vitesse (en fait du moment angulaire dans le système solaire) en l'empruntant au moment orbital de la planète (qui perd ce moment angulaire) compte tenu de la conservation du moment angulaire total du système planète sonde.
Voir illustration dans:
http://www-cosmosaf.iap.fr/IAP_web/Catapulte.htm
Pour ce qui est de l'effet "anticatapulte", (ralentir la sonde) c'est lui qui a été utilisé en premier, voir référence ci dessus.
On peut aussi l'utiliser pour dévier la sonde hors du plan de l'écliptique.
C'est ce qu'on a fait avec la sonde Ulysse qui est d'abord partie vers Jupiter et a utilisé celui-ci pour partir en direction des pôles du Soleil.
La seule bonne illustration que j'ai trouvé :
http://sd-1.archive-host.com/membres...sse_Orbit3.jpg
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Lumineux ; merci beaucoupBonjour,
Si on prend une planète et qu'on envoie une sonde pour la frôler (sans toucher à son atmosphère), il est bien sûr que la sonde ira à la même vitesse. Elle accélèrera en s'approchant et perdra toute cette belle vitesse pour s'arracher à la gravité de la planète dont elle vient de s'approcher. Donc pas de gain.
Le secret se trouve dans le fait que la planète se déplace autour du soleil, c'est cette vitesse qui est convoitée. Pour bien faire comprendre le phénomène, imaginons une situation extrême. On envoie notre sonde carrément ricocher sur la planète (oublions l'atmosphère et tout le toutim). La vitesse qu'elle à gagné en tombant vers la planète sera intégralement dépensée pour s'éloigner de la dite planète. Mais il va lui rester toute l'énergie qu'elle aura reçu lors de son rebond.
Un physicien devrait pouvoir te resumer tout ce beau texte en une seule ligne d'équations mathématiques (ou alors se payer ma tête en m'expliquant à quel point je me suis emmêlé les pinceaux.
Cordialement,
André
Donc a chaque fois qu’on envoie une sonde se faire accélérer, sur la lune par exemple, cette dernière perds de sa vitesse orbitale.
Salut,
Oui, mais, hum, c'est infime. C'est même beaucoup plus faible que le rallentissement dû aux marées.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
en fait, le probleme est formellement un problème classique de collision, avec les mêmes contraintes (conservation de l'énergie cinétique et de la quantité de mouvement totales). L'énergie n'est conservée séparément pour chaque "particule" (la planète et la sonde) que dans le référentiel du centre de masse (dans ce référentiel, les vitesses relatives ne font que tourner d'un angle de diffusion, en gardant leur norme).
Quand on compose avec le changement de référentiel, ce qui revient à ajouter la vitesse du centre de masse (à très peu de choses près , la vitesse de la planète), on voit que les normes des vitesses ont changé. Suivant la cinématique, la sonde a pu gagner ou perdre de l'énergie, et par conservation la planète a fait l'inverse (mais vu sa masse, sa variation de vitesse est absolument négligeable bien sûr). Les collisions transférant le plus d'énergie sont effectivement les collisions "frontale", ou en gros la sonde gagne deux fois la vitesse de la planète (probleme classique de choc contre un obstacle mobile, exemple du caillou sur le pare brise qui repart avec 2 fois la vitesse de la voiture).
Bonjour ;
Un moteur « gratuit » c’est trop beau
La perte de temps initiale est évidemment compensée par le gain en vitesse, la manœuvre est forcément dédiée à des missions longues.
Mais y a-t-il une limite théorique, en clair pourrait on accélérer indéfiniment en slalomant entre des planètes ?
Bonjour,
La vélocité à laquelle une planète se déplace fixe une limite de vitesse maximum pouvant être obtenue par un effet de fronde.
André
Sans la liberté de blâmer, il n'est point d'éloge flatteur. (Beaumarchais)
