Problème avec l'assistance gravitationnelle
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Problème avec l'assistance gravitationnelle



  1. #1
    evrardo

    Problème avec l'assistance gravitationnelle


    ------

    Bonjour,
    j'ai un petit problème avec l'assistance gravitationnelle!
    Si une sonde passe à proximité d'une planète, soit elle est capturée par cette planète et finit sur son sol, soit sa trajectoire est juste déviée.

    Comment est ce que la vitesse de la sonde peut elle accélérer, comme avec une fronde?

    Si ça vous prend trop de temps pour répondre, n'hésitez pas à m'envoyer vers un site expliquant le sujet.
    Merci pour vos explications.

    -----
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  2. #2
    Amanuensis

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Comment est ce que la vitesse de la sonde peut elle accélérer, comme avec une fronde?
    Elle n'accélère pas pas rapport à la planète, elle accélère par rapport à l'étoile.

    L'analyse doit se faire avec les trois corps, et en gardant en tête que le but est de gérer la trajectoire relativement à l'étoile.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  3. #3
    SK69202

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Comment est ce que la vitesse de la sonde peut elle accélérer, comme avec une fronde?
    Trouver des auto tamponneuses.
    Y aller à deux, chacun dans une voiture.
    Celui qui est derrière attrape la canne d'alimentation du véhicule le précédent.
    Avec le bras il tire fortement vers soi la canne.
    Le véhicule du tireur de canne, accélère fortement au détriment de la vitesse du véhicule du "tiré".

    Le rapport de masse entre la planète et la sonde rend insignifiante la perte d'énergie de la planète, énergie gagnée par la sonde.
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  4. #4
    evrardo

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    J'ai trouve un site avec une animation flash bien faite, où on peut varier les paramètres, pour voir ce qu'il se passe....mais ça ne m'explique pas comment.

    Citation Envoyé par SK69202 Voir le message
    Trouver des auto tamponneuses.
    Y aller à deux, chacun dans une voiture.
    Celui qui est derrière attrape la canne d'alimentation du véhicule le précédent.
    Avec le bras il tire fortement vers soi la canne.
    Le véhicule du tireur de canne, accélère fortement au détriment de la vitesse du véhicule du "tiré".

    Le rapport de masse entre la planète et la sonde rend insignifiante la perte d'énergie de la planète, énergie gagnée par la sonde.
    Pouais, un peu capilo tractée cette image.
    Si la sonde est le véhicule du tireur de canne, comment est ce qu'elle tire fortement sur la "canne du véhicule précédent, donc la planète?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Elle n'accélère pas pas rapport à la planète, elle accélère par rapport à l'étoile.

    L'analyse doit se faire avec les trois corps, et en gardant en tête que le but est de gérer la trajectoire relativement à l'étoile.
    Oui bien compris le référentiel, mais cela ne répond pas à ma question: comment la sonde accélère en quittant dans le champ d'attraction de la planète.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Oui bien compris le référentiel, mais cela ne répond pas à ma question: comment la sonde accélère en quittant dans le champ d'attraction de la planète.
    C'était pourtant dans la réponse: elle n’accélère pas par rapport à la planète.

    Pire, une fois passé au plus près non seulement elle ralentit par rapport à la planète, mais elle peut même ralentir par rapport au Soleil (si la sonde s'en éloigne). L'accélération se fait dans la phase de rapprochement de la planète, et elle n'est pas perdue (par rapport au Soleil) en quittant la planète grâce au changement de direction.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  7. #6
    evrardo

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    C'était pourtant dans la réponse: elle n’accélère pas par rapport à la planète.

    Pire, une fois passé au plus près non seulement elle ralentit par rapport à la planète, mais elle peut même ralentir par rapport au Soleil (si la sonde s'en éloigne). L'accélération se fait dans la phase de rapprochement de la planète, et elle n'est pas perdue (par rapport au Soleil) en quittant la planète grâce au changement de direction.
    Ok, mais comment la sonde fait pour s'arracher de l'attraction de la planète, il faut qu'elle fournisse une énergie supplémentaire non?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  8. #7
    Amanuensis

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ok, mais comment la sonde fait pour s'arracher de l'attraction de la planète, il faut qu'elle fournisse une énergie supplémentaire non?
    Non, elle l'a acquise lors de l'approche, de par l'accélération due à l'attraction de la planète lors de la phase d'approche.

    C'est le problème des deux corps: si la sonde n'est pas en orbite (trajectoire elliptique) elle est en hyperbolique (je simplifie) et elle ne peut pas être capturée par la planète (sauf choc ou effet d'un troisième corps). Dans une trajectoire hyperbolique la vitesse acquise lors du rapprochement donne l'énergie nécessaire pour "s'arracher" ensuite.

    (Pour répéter, c'est une simplification, faut étudier le cas à trois corps pour être précis.)
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  9. #8
    invite5b57d6ff

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Bonjour,
    le problème c'est qu'on s'intéresse à une sonde en orbite autour du Soleil, donc un problème à deux corps tout simple,et qu'on passe temporairement à un problème à trois corps, pas évident à appréhender. Le but de l'assistance gravitationnelle est d'augmenter l’énergie totale de la sonde. Tant qu'elle tourne autour du soleil, dans un problème à deux corps, elle a une énergie totale fixe, somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle. Quand elle se rapproche, elle échange une partie de l’énergie potentielle contre une de l’énergie cinétique, et vice-versa quand elle s'éloigne.
    Tout se complique quand la sonde croise une planète. En fait cette planète exerce sa gravitation depuis le début, mais la sonde est tellement éloigné qu'on dit qu'elle n'est pas dans la sphère d'influence de cette planète. C'est à dire que la gravité qu'elle ressent est tellement faible qu'elle est négligeable face à celle du Soleil. Une fois qu'elle est suffisamment proche, elle va ressentir sa gravité. On peut définir dans le referentiel de cette planète une energie totale de la sonde, energie cinétique plus energie potentielle. Si celle-ci est trop grande, la sonde ne pourra pas rester en orbite autour de la planète et s'arrachera de toute façon de l'attraction de la planète, en ne faisant que passer à côté. Pendant qu'elle passe à côté, elle transforme une partie de son énergie potentielle en energie cinétique (si cela est fait dans les bonnes conditions, sinon c'est l'inverse), c'est à dire qu'elle se rapproche de la planète et augmente sa vitesse. Dans le même temps la planète aussi est légèrement attirée par la sonde, et perd de son energie cinétique dans le referentiel du soleil. C'est ainsi que s'opère le transfert : quand la sonde quitte la sphère d'influence de la planète, elle va plus vite (energie cinétique plus importante) et son energie potentielle est toujours la même par rapport au Soleil (elle est grosso modo à la même distance). son energie totale a donc augmenté.
    Il y a bien conservation de l'energie totale dans le repère du soleil : la sonde a pris de la vitesse en ralentissant celle de la planète. C'est l'observation que faisait SK69202 : la sonde arrive derrière la planète et se fait attirer par celle ci, ce qui la tire et l'accélère, pendant le même temps la planète ralentit un peu, il y a transfert d'energie.

  10. #9
    SK69202

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Si la sonde est le véhicule du tireur de canne, comment est ce qu'elle tire fortement sur la "canne du véhicule précédent, donc la planète?
    La sonde attire autant la planète que la planète l'attire.


    La planète se déplace sur son orbite.
    La sonde rattrape la planète.
    La planète attire la sonde ce qui augmente la vitesse de celle ci par rapport au soleil.
    La sonde attire la planète ce qui réduit la vitesse de celle ci par rapport au soleil.
    Le phénomène augmente rapidement en fonction de la réduction du carré de la distance.
    Au point d'approche minimum la vitesse de la sonde est maximum.
    La planète et la sonde s'écarte à nouveau, la planète ralentie la sonde (/étoile) et donc reprend un peu de vitesse.
    La distance augmente très vite, car la planète suit toujours son orbite la variation de sa vitesse est insignifiante et la sonde accélérée n'est pas sur une trajectoire symétrique de l'approche.
    La "force de freinage" de la planète sur la sonde se réduit comme le carré de la distance les séparant.
    La sonde a gagné un excédent de vitesse "visible".
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  11. #10
    evrardo

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    C'est le problème des deux corps: si la sonde n'est pas en orbite (trajectoire elliptique) elle est en hyperbolique (je simplifie) et elle ne peut pas être capturée par la planète (sauf choc ou effet d'un troisième corps). Dans une trajectoire hyperbolique la vitesse acquise lors du rapprochement donne l'énergie nécessaire pour "s'arracher" ensuite.
    Ok, donc si j'ai bien compris:
    la sonde ne peut être capturée par la planète parce qu'elle a une trajectoire hyperbolique, donc une vitesse suffisante (>11,2 km/sec dans le cas de la Terre). Elle est juste attirée par la planète, ce qui l'accélère et ensuite elle conserve cette vitesse acquise.

    Mais je ne comprends pas ceci:

    Citation Envoyé par neferet403 Voir le message
    Dans le même temps la planète aussi est légèrement attirée par la sonde et perd de son energie cinétique dans le referentiel du soleil. C'est ainsi que s'opère le transfert : quand la sonde quitte la sphère d'influence de la planète, elle va plus vite (energie cinétique plus importante) et son energie potentielle est toujours la même par rapport au Soleil (elle est grosso modo à la même distance). son energie totale a donc augmenté.
    Citation Envoyé par SK69202 Voir le message
    La sonde attire autant la planète que la planète l'attire.
    Comment est ce qu'une planète comme Mars, pesant 6.1023kg, pourrait être attirée par une masse de 2000 kg et que cela modifie son énergie cinétique.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  12. #11
    invite5b57d6ff

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    La gravitation est une force entre deux corps. Sa valeur, qui est le produit des masses divisé par la distance au carré, est la même pour les deux corps. N'importe quel objet attire autant qu'il est attiré par n'importe quoi. La différence est dans le résultat de cette force. Par le principe fondamental de la dynamique de Newton, l'effet d'une force est une accélération, qui dépend de la masse de l'objet (F = ma). De par la masse de la planète, l'accélération sera très faible, et donc également la modification de vitesse.

  13. #12
    evrardo

    Re : Problème avec l'assistance gravitationnelle

    Citation Envoyé par neferet403 Voir le message
    La gravitation est une force entre deux corps. Sa valeur, qui est le produit des masses divisé par la distance au carré, est la même pour les deux corps. N'importe quel objet attire autant qu'il est attiré par n'importe quoi. La différence est dans le résultat de cette force. Par le principe fondamental de la dynamique de Newton, l'effet d'une force est une accélération, qui dépend de la masse de l'objet (F = ma). De par la masse de la planète, l'accélération sera très faible, et donc également la modification de vitesse.
    iEffectivement, on ne peut pas considérer les forces que d'un seul côté.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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