Rattraper un objet sur une orbite?
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Rattraper un objet sur une orbite?



  1. #1
    EspritTordu

    Rattraper un objet sur une orbite?


    ------

    Bonjour,

    Comment fait-on pour rattraper un objet sur une orbite particulière alors que l'on se trouve sur cette orbite aussi?

    Ne peut-on pas seulement accélérer et gagner une orbite plus élevée puis ralentir pour revenir à notre orbite initiale, tout cela avec un grand gaspillage de propulsion?

    Merci d'avance.

    -----

  2. #2
    interferences

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Moi je mettrais un coup de boost pour diminuer la vitesse tangentielle et me retrouver sur une orbite plus basse donc plus rapide.
    Puis un petit coup dans l'autre sens au moment voulu pour me remettre sur mon orbite.
    Mais je ne sais pas si c'est la bonne solution.
    Ce n'est pas le doute qui rend fou, c'est la certitude.

  3. #3
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Pourquoi une orbite basse plutôt qu'une haute?

  4. #4
    interferences

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Les orbites basses sont plus rapide car : mv²/r (force centrifuge)=km/r² (force gravitationnelle).
    D'où v²=k/r.
    La vitesse est inversement proportionnelle à la distance au centre du champ.
    En voulant mettre le satellite vers une orbite haute tu verras l'autre satellite s'éloigner.
    Remarque ça peut être une solution, vu qu'une orbite est circulaire, donc il arrive forcément un moment ou l'avant devient l'arrière et inversement.
    Ce n'est pas le doute qui rend fou, c'est la certitude.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    arbanais83

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    A partir du moment ou il existe une différence de vitesse entre les 2 objets on peut considérer que les 2 objets de sont sur la même orbite qu'à l'instant de l'accouplement ?

  7. #6
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Citation Envoyé par interferences Voir le message
    Les orbites basses sont plus rapide car : mv²/r (force centrifuge)=km/r² (force gravitationnelle).
    D'où v²=k/r.
    La vitesse est inversement proportionnelle à la distance au centre du champ.
    En voulant mettre le satellite vers une orbite haute tu verras l'autre satellite s'éloigner.
    Remarque ça peut être une solution, vu qu'une orbite est circulaire, donc il arrive forcément un moment ou l'avant devient l'arrière et inversement.
    Je n'avais pas pris conscience que les orbites ne sont pas synchronisées comme si chacune tournaient sur une roue : sur une roue, peu importe le point que l'on prend la vitesse angulaire est la même. Question d'orbite non : l'ISS tourne en 90 min autour de la terre, Les satellites géostationnaire en 0 min. Cela à cause de la force de gravité irrégulière sur le rayon?

    Dans l'opération qui consiste à doubler l'objet face à nous sur la même orbite, on freine en larguant une quantité de mouvement p0 (on perd du carburant et de l'énergie et de la masse, le tout limité à bord). On attend un peu sur l'orbite basse, puis on recède de la quantité de mouvement p1, dans le sens opposé et selon la même quantité : p1=-p0=2*|p0|. Je remarque que l'on cède une matière précieuse pour en somme aucune accélération (positive ou négative) conservée.

    Je me dis que c'est comme si on faisait une course de bateau sur une rivière ayant un courant. Les deux bateaux partent alignés, sont toujours alignés par le courant d'eau qui les a accélérés. Je bloque l'un des deux quelques instants : le second bateau continue de filer et à une position se déphasant par rapport au bateau bloqué. Après avoir relâché le bateau, celui-ci est réaccéléré par le courant. La situation nouvelle après ces perturbations, fait que les bateaux ont mêmes vitesses, une accélération nulle, mais une position décalée. Un décalage qui correspond au temps de blocage.
    On fait un déphasage du premier degré pourrait-on dire, on déphase la position sur l'orbite.

    Au lieu de perdre de la quantité de mouvement hors du système étudié, cela ne reviendrait-il pas au même d'avoir une masse mise en oscillation à l'intérieur du vaisseau en orbite : la masse fait des allers retours dans l'engin, chaque aller déaccélérant le vaisseau, celui-ci descend d'orbite, puis le retour de la masse fait accélérer l'engin remontant sur l'orbite initiale. L'amplitude de "déphasage" est court mais le procédé répété ne peut-il pas donner un écart significatif ? Bref, on "accélére" sur l'orbite pour rien si ce n'est quelques vibrations et un peu de perte d'énergie, non?

  8. #7
    interferences

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Il me semble qu'il est impossible de changer la trajectoire du centre de gravité d'un système évoluant dans un champ de force conservatif sans éjection de masse .
    Sinon j'ai pas trop compris le truc des satellites géostationnaires qui tournaient en 0min...ils ne tournent pas ^^
    Dernière modification par interferences ; 20/12/2013 à 16h58.
    Ce n'est pas le doute qui rend fou, c'est la certitude.

  9. #8
    vanos

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Bonjour,

    Le tout se résume à technique du rendez-vous orbital, mis au point depuis le milieu des années soixante.
    En cliquant ici, vous trouverez des explications et des schémas très clairs.

    Amicalement.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  10. #9
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Merci Vanos pour ce lien. Il explique bien des choses.

    Le but à atteindre est qu'à l'injection les plans orbitaux cible et chasseur soient confondus.
    L'heure du tir est donc fixée par cette condition. On peut remarquer qu'il se présente deux opportunités par jour si l'inclinaison de l'orbite est supérieure à la latitude du lieu de lancement, une opportunité si l'inclinaison est égale à la latitude du lieu de lancement et pas d'opportunité si l'inclinaison est inférieur à cette latitude. Pour tous les sites de lancement, comme Kourou par exemple, seuls les tirs vers le nord-est sont acceptables.

    On pourrait penser que l'heure du tir se conserve tous les jours, c'est oublier que la perturbation due à l'aplatissement polaire fait dériver l'orbite cible autour de l'axe nord-sud. Il s'ensuit donc un décalage journalier de l'heure de tir possible de l'ordre de 30 à 33 mn/jour pour une cible en orbite circulaire entre 300 et 500 km, d'inclinaison voisine de 30°.
    Je n'est pas très bien compris cette histoire de deux opportunités par jour selon la latitude d'envoi...
    La dérive de l'orbite selon l'axe nord sud n'est-elle pas valable que pour les orbites non parallèles à l'équateur?

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Au lieu de perdre de la quantité de mouvement hors du système étudié, cela ne reviendrait-il pas au même d'avoir une masse mise en oscillation à l'intérieur du vaisseau en orbite : la masse fait des allers retours dans l'engin, chaque aller déaccélérant le vaisseau, celui-ci descend d'orbite, puis le retour de la masse fait accélérer l'engin remontant sur l'orbite initiale. L'amplitude de "déphasage" est court mais le procédé répété ne peut-il pas donner un écart significatif ? Bref, on "accélére" sur l'orbite pour rien si ce n'est quelques vibrations et un peu de perte d'énergie, non?
    Citation Envoyé par interferences Voir le message
    Il me semble qu'il est impossible de changer la trajectoire du centre de gravité d'un système évoluant dans un champ de force conservatif sans éjection de masse .
    Sinon j'ai pas trop compris le truc des satellites géostationnaires qui tournaient en 0min...ils ne tournent pas ^^
    Je me suis trompé : l'oscillation brève ne permet pas d'avancer : ce que l'aller donne, le retour l'enlève, donc on avance pas. Mais si l'oscillation est lente, du genre un coup par demi-cercle de l'orbite (en profitant du changement d'orientation de l'engin au cours de l'orbite), ne doit-on pas gagner quelques mètres dérisoires néanmoins?

    Les satellites géostationnaires ne tournent-ils pas en 0 min par rapport à la Terre?

    Citation Envoyé par arbanais83 Voir le message
    A partir du moment ou il existe une différence de vitesse entre les 2 objets on peut considérer que les 2 objets de sont sur la même orbite qu'à l'instant de l'accouplement ?
    Le lien proposé par Vanos l'explicite : Dans l'approche, par prudence, on effectue une station à l'arrière de la cible. Ce point d'attente est sur la même orbite donc, et alors le chasseur voit l'engin cible à quelques mètres de lui. Pour la phase finale d'approche et l'amarrage, on se retrouve dans la situation qui est le sujet de la discussion, c'est-à-dire rattraper la cible sur la même orbite. Or si je ne me trompe pas (corrigez-moi sinon!) les derniers mètres voient l'engin chasseur descendre quelque peu d'orbite pour rattraper la cible pour s'immobiliser en remontant à l'orbite initiale de la cible avant l'amarrage à proprement parlé. D'où le cône de sécurité me semble-t-il, c'est-à-dire une fenêtre de différence d'altitude pour faire l'opération de rattrapage.



    -Comment calcule-t-on la vitesse radiale d'une orbite pour trouver des valeurs du genre 7,75 km/s à 280 km sur une orbite quasi circulaire? (valeur issue du tableau dans http://www.capcomespace.net/dossiers...spatiale_3.htm)


    -J'ai une autre interrogation sur la manière d'accélérer un objet sur une même orbite.
    Si on considère un vaisseau en orbite qui à la forme d'une barre AB, alignée radialement. La point B est sur l'orbite de référence, le point A au dessus de celle-ci. Si je comprends bien, le point A à une vitesse radiale inférieure au point B. Naturellement, la barre aurait-elle tendance à tourner sur elle-même pour devenir tangentielle à l'orbite de référence? Y-a-t-il l'apparition d'un couple?
    Si on a un système annulant ce couple (comme des gyroscopes), le point B n'est-il pas freiné par le point A?

  11. #10
    vanos

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Bonjour,

    Pour le calcul des orbites voici deux petites formules pour avoir une idée de la hauteur ou de la durée, elles sont à la virgule près d'un autre débat sur les orbites géostationnaires, que les modérateurs se rassurent, je suis l'auteur de ce qui suit, je ne fais que me copier moi-même, ce n'est pas du plagiat.

    Il existe une formule pour connaître l'altitude moyenne d'un satellite (l'altitude tout court si l'orbite est circulaire) si vous avez sa durée, voici la formule :
    Soit T la durée en heure décimale Rt le rayon terrestre en km :

    ((T*60)/0.000166)2/3-Rt = Altitude du satellite en km
    .

    Si vous connaissez l'altitude moyenne vous pouvez calculer la durée de révolution du satellite :
    Soit Al l'altitude en km donnée et Rt le rayon terrestre,
    ((Al + Rt)1.5 )* 0.000166)/ 60 = durée de l'orbite en heure décimale.

    Bon calcul si ça vous plait.

    Amicalement.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  12. #11
    Moinsdewatt

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Citation Envoyé par interferences Voir le message
    Il me semble qu'il est impossible de changer la trajectoire du centre de gravité d'un système évoluant dans un champ de force conservatif sans éjection de masse .
    Sinon j'ai pas trop compris le truc des satellites géostationnaires qui tournaient en 0min...ils ne tournent pas ^^
    Le satellite géostationnaire tourne autour de la terre en 24h sur l'orbite dans l' equateur..
    Et comme la terre fait un tour en 24 h, le satellite géostationnaire parait fixe par rapport à l' observateur sur la terre.

  13. #12
    Carcharodon

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Salut a tous,

    La technique pour opérer un rdv orbital entre deux satellites sur la même orbite mais pas au même endroit consiste a mettre généralement une impulsion prograde assez brêve qui va générer un rdv après un certain nombre d'orbites (l'une devenant plus grande que l'autre).
    Selon les positions respectives de départ sur l'orbite initiale et la force de l'impulsion (qui n'a pas besoin de dépasser quelques dizaines voir la centaine de m/s) la durée entre l'impulsion de rdv et le rdv lui même sera plus ou moins longue.
    On peut facilement arriver a deux jours, cf le shuttle.

    Après il suffit donc juste d'attendre le moment du rdv, en corrigeant périodiquement très légèrement l'inclinaison qui va forcément dériver entre les deux orbites, puisque ce n'est plus exactement la même orbite.
    Et enfin de freiner ou d’accélérer (selon qu'on a pris une orbite de transfert plus haute ou plus basse) à l'arrivée au rdv orbital pour annuler la vitesse relative au point de rapprochement maximum.

    En se rappelant qu'une seule seconde de retard au rdv, c'est 7.5 km de décalage avec la prévision.
    Ce moment de rdv est doit donc être calculé au 1/100 de seconde, ce qui ne pose pas de problème.

    Dans la théorie (exemple : orbiter), on peut facilement s'arrêter a moins de 100m de la cible, dans la réalité, ils s'arrêtent a quelques kilomètres et finissent tout en douceur et en plusieurs heures.
    Quoique les nouveaux cargo arrivent a faire un vol très court avec decollage/arrimage en une poignée d'heures seulement.
    Mais dans ce cas, il n'y a plus 2 fenêtres de tir par jour mais quelques une par mois : il faut non seulement que l'orbite passe au dessus du site de lancement mais aussi que le satellite soit correctement positionné sur cette orbite a ce moment là.
    Car pour un rdv classique, on vise une orbite (plus basse) et non pas le satellite.
    Pour ces nouveaux rdv, on vise les deux a la fois, les fenêtres de tir sont, par contre, beaucoup moins fréquentes.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  14. #13
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Merci .

  15. #14
    Carcharodon

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    une video sur la technique du rdv spatial en orbite basse, avec un engin qui decolle du sol pour se mettre en orbite, puis qui opère la manœuvre de rdv avec l'objet cible, en utilisant une orbite plus basse pour "le rattraper".
    http://www.dailymotion.com/video/xku...giv_videogames
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  16. #15
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Vous vous alignez sur la trajectoire de l'ISS, en suivant son orbite propre, elle n'est pas moins basse?

  17. #16
    Carcharodon

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    l'ISS est a ~380 ou 400 km d'altitude.
    un engin qui veut faire un rdv avec a tout intérêt a prendre une orbite de parking située a 200 ou 220 km d'altitude.
    afin de tourner plus vite et de consommer le minimum (une orbite plus élevée obligerait a ensuite redescendre).

    Dans le cadre d'un rdv classique (donc en 1 a 2 jours en moyenne) pour tirer au bon moment, c'est très simple : il suffit juste de tirer au moment ou l'orbite de l'objet cible (et non pas l'objet cible lui même) nous passe au dessus.
    Evidemment avec la bonne inclinaison de tir (fonction de l'inclinaison de l'orbite de l'objet cible).
    et après, comme on est moins haut, on tourne plus vite dont on le rattrape en quelques orbites.
    Jusqu’à être un peu derrière (genre 5 a 8°) et faire une poussée qui va nous permettre d'obtenir deux intersection d'orbite (un croisement de deux cercles).

    Grace aux instrument, on sait a quelle heure arrivent les deux objets (nous et la cible) a chacune de ces intersections, sur plusieurs orbite dans le temps.
    Il suffit donc d'injecter de la poussée tout doucement pour que les heures coïncident a l'une des intersections des orbites a venir (seul le plus petit chiffre de délai est affiché donc c'est très facile) : on a créé un rdv entre les deux objets.
    et apres, arrivé a ce rdv, on fait une poussée qui annule la vitesse relative entre les deux objets : on s'est arrêté a coté de l'ISS, il ne reste qu'a se docker.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  18. #17
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Dans votre vidéo, vous commencez par vous aligner sur la trajectoire de l'orbite de l'ISS visible sur l'écran de droite. Les trajectoires finissent par coïncider et pourtant l'orbite du chasseur est plus basse que celle de l'ISS sur laquelle on est bien aligné? La trajectoire projetée de l'orbite basse d'attente, plus basse, ne devrait-elle pas être discordante avec la trajectoire projetée de la cible plus haute?

  19. #18
    Carcharodon

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Dans votre vidéo, vous commencez par vous aligner sur la trajectoire de l'orbite de l'ISS visible sur l'écran de droite. Les trajectoires finissent par coïncider et pourtant l'orbite du chasseur est plus basse que celle de l'ISS sur laquelle on est bien aligné? La trajectoire projetée de l'orbite basse d'attente, plus basse, ne devrait-elle pas être discordante avec la trajectoire projetée de la cible plus haute?
    attention : je ne commences pas a m'aligner avec l'orbite de l'ISS : j'attend que l'orbite de l'ISS s'aligne sur moi, nuance, donc qu'elle me passe juste au dessus, avant de decoller.
    Une orbite, a part si elle est strictement équatoriale ou géostationnaire (même pas géosynchrone) ne reste jamais au dessus des même repères terrestres, elle défile avec le temps.
    Il suffit donc d'attendre qu'elle passe au dessus du point de tir, ce qui arrive 2 fois par jour en moyenne, pour une node ascendante et une node descendante.
    Et quand on décolle a ce moment précis ou l'orbite de l'objet cible nous passe au dessus, il suffit simplement de tirer sur la bonne inclinaison pour se retrouver en orbite sur le même plan que l'objet cible mais avec une orbite plus basse (afin de le rattraper ensuite).
    Si on dessine le tracé de deux orbites identiques, avec l'une plus basse que l'autre, vu du dessus (comme on voit sur le MFD Map) elles se confondent.
    Et c'est précisément ce qu'on veut lors du decollage : arriver a ce qu'a la mise en orbite, les orbites de soi et de la cible soient confondues en une seule.

    Par contre si on regarde le MFD Orbit, en projection "self", on voit bien deux cercles de dimensions différentes autour de la terre, car on les voit alors de profil.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  20. #19
    EspritTordu

    Re : Rattraper un objet sur une orbite?

    Je comprends Merci beaucoup.

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