Bonjour, je suis en terminale et pour le grand oral j'ai choisi le sujet : Comment parvenons nous à mettre des satellites en orbite terrestre pérenne?
Je suis perdu je n'arrive pas à trouver un plan et à structurer mon développement.
Merci d'avance pour votre aide.
Salut,Envoyé par hbt45
Pour que l'orbite soit pérenne il suffit de l'envoyer suffisamment haut. Il faudrait peut-être préciser ce dont tu veux/doit parler : duréées de vie en orbite basse, satellisation (quelle que soit l'altitude), risques de collisions sur certaines orbites....
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Il nous faudrait effectivement un peu plus d'info : tu es en voie générale ? Techno ? Quelle spécialités dois-tu mettre en avant au travers de la question, maths ? Physique ? Politique ?
J'imagine que pour ce genre de thème on est essentiellement dans les maths et la physique. Si c'est le cas, tu peux commencer par définir ce qu'est une orbite, en exploitant notamment la célèbre expérience de pensée du Canon de Newton : tomber, continuellement, mais avec une parabole de chute si large qu'elle en vient à louper "mécaniquement" la terre, ronde. Attention a ne pas se contenter de cela, ça doit faire un minute max, c'est une "expérience" connue et déjà mâchée, juste un préambule mais qui fait son petit effet en terme de contexte historique et de description géométrique d'une orbite.
Ensuite, tu peux basculer sur la définition "physique", le fait que c'est globalement un équilibre entre l'effet centrifuge (attention, piège, ce n'est pas une force à proprement parlé, ils t'attendront au tournant (haha)) et la pesanteur, ce qui fait qu'une vitesse d'orbite est d'autant plus faible que l'on s'éloigne du puit de pesanteur. Et aussi que peu importe qu'il s'agisse d'une théière (je te laisse chercher la référence qui peut faire mouche ^^), d'un moucheron, ou de la Lune, la vitesse est la même pour tous les corps, leur masse ne compte plus, seule l'altitude compte.
Comme dernière articulation de réponse, du coup, parler de la mise en orbite : on apparait pas comme ça là haut, en s'y téléportant, avec la fameuse bonne vitesse. On part du sol, avec du relief, de l'atmosphère, dont il faut s'extraire puis parvenir à la vitesse orbitale. Si les maths ou la physique sont le coeur de ton grand oral et qu'il est attendu un peu de technique, de formules, c'est là que ça peut être un peu sympa et au bon niveau, avec la mécanique d'un lancement, l'équation de tsiolkovski (ça aussi, ça fait mouche, quelle beauté, cette équation, et très palpable !), le pourquoi du Gravity Turn comme trajectoire d'ascension, etc. Le champs des possible est large et il faut sélectionner.
Hésite pas à nous tenir au courant !
Dernière modification par Dakitess ; 24/05/2022 à 14h10.
Il faut "simplement" 2 conditions :
1) vitesse
Minimum 7.5 km/s. Vitesse dite "première vitesse cosmique".
Mais en fait il faut injecter plus que ça, à cause des frottements atmosphériques et surtout à cause de la perte par gravité lors du début de la phase de lancement.
En résumé, il faut injecter 9 km/s (+ ou - 0.5 km/s), selon les fusées, leurs performances de TWR (rapport poussée / masse) et leur profil aérodynamique (le Shuttle était plus freiné qu'une Ariane 5 par exemple).
2) trajectoire
Une fois qu'on a atteint la première vitesse cosmique, il faut faire en sorte que notre trajectoire elliptique ne rencontre pas l'atmosphère ni le sol terrestre. Sinon, dans les deux cas, c'est la fin de l'orbite.
Donc avoir une trajectoire "parallèle" à la surface terrestre directement en dessous de nous.
Si on remplit les deux critères, alors on se retrouve en orbite forcément au-dessus de la couche atmosphérique dense (au-dessus donc de ~200 km d'altitude pour avoir une orbite qui ne se dégrade pas à toute vitesse à cause du frottement atmosphérique), les 7.5 km/s nous font chuter avec une courbure supérieure au diamètre de la Terre + son atmosphère, donc on tourne autour de la Terre en gardant la même altitude (dans le cas d'une orbite circulaire basse).
On est sur une orbite (relativement) pérenne.
Dans les faits, avoir une orbite stable sans plus rien avoir à toucher pendant plusieurs années demande de monter au-dessus de 500 km d'altitude.
Car la couche atmosphérique terrestre est encore détectable (et en conséquence, a un effet) à plus de 2500 km d'altitude !
L'ISS est à ~400 km et demande régulièrement d'être rehaussée à cause de ces frottements atmosphériques.
À son altitude, il y a encore 50 millions d'atomes par cm3 (contre 27 milliards de milliards d'atomes dans l'air au niveau de la mer).
Pour mettre les satellites en orbite pérenne, les conditions générales sont donc assez simples.
Ce qui pose un problème, c'est évidemment d'atteindre les 7.5 km/s : c'est une très grosse impulsion pour atteindre + de 20 fois la vitesse du son au niveau de la mer.
