Rebond sur l'atmosphère terrestre

[Amanuensis]

Bonjour,

Dans une brève de ce jour, https://forums.futura-sciences.com/c...e-jupiter.html, on trouve l'idée de "rebond sur l'atmosphère".

Sauf erreur de ma part, c'est une idée fausse, une erreur commune, répétée dans la vulgarisation.

Il s'agit d'une erreur type "terre plate". La courbe d'altitude de l'objet (ici un grosse pierre) a bien un minimum: l'objet s'approche puis s'éloigne. On peut y voir un rebond si la Terre était plate !

Mais si on prend la courbe dans le référentiel géocentrique, avec une belle Terre bien ronde, on constatera que la trajectoire est incurvée dans l'autre sens. L'objet arrive en ligne droite, rencontre l'atmosphère supérieure, ce qui lui fait perdre un peu d'énergie (relativement au référentiel) et le dévie vers le bas mais pas assez pour cela l'amène à perdre de l'altitude, et perdre encore plus d'énergie jusqu'à tomber vers la surface. L'objet reprend une course qui l'éloigne de la Terre.

La trajectoire est une sorte d'hyperbole un peu plus prononcée que sans atmosphère. L'image n'est pas celle d'un rebond !

Le minimum d'altitude est compatible avec une quasi-hyperbole concavité vers le bas, parce que la Terre est ronde et pas plate !

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Physiquement l'idée de "rebond" ne tient pas, l'atmosphère très peu dense n'a pas d'élasticité qui renverrait l'objet vers le haut, comme le ferait un matelas élastique. Au contraire, elle freine l'objet de manière totalement inélastique, l'énergie étant dissipée en chaleur.

Qu'en pensez-vous ?

PS: Possible qu'il y ait déjà eu une discussion sur ce point, je n'ai pas vérifié.
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[XK150]

Bonjour ,

Le terme employé m'a paru aussi bizarre .
Une étude ancienne mais très complète : j'ai vu des dessins d'ellipsoïdes ...
https://books.google.fr/books?id=OWT...Ewi12p6M4tjoAh

[Resartus]

Bonjour,
Tout à fait d'accord. D'ailleurs, dans l'article on parle bien d'assistance gravitationnelle. Pour parler de vrai rebond ou ricochet, il faudrait une forme très adaptée comme celle de la navette spatiale (et la bonne orientation au moment de l'entrée, sinon ce sera kif kif meteorite)

On peut d'ailleurs supposer que cette fronde gravitationnelle aurait été encore plus efficace si la météorite n'avait pas du tout touché l'atmosphère.
Il y a sans doute des tas d'objets à qui c'est déjà arrivé, mais qu'on n'a pas détectés parce qu'ils n'ont pas brillé

[Deedee81]

Salut,

Sachant qu'on parle aussi du rebond des capsules en cas d'angle de rentrée trop faible (par rapport à l'horizontale) j'ai fait une recherche. J'ai trouvé un site qui dit que l'angle peut devenir négatif (remontée) mais ça ne veut pas dire nécessairement rebond. Et malheureusement sur ce point il n'y avait.... qu'une ligne, dans l'article.

Ici : http://mecaspa.cannes-aero-patrimoin...E/RET_lune.htm
ils parlent de rebond au sens donné par Amanuensis ("une capsule en moyenne "descend", même s'il y a des rebonds", "rebonds éventuels après une trajectoire képlérienne "). Mais il faudrait creuser, ce n'est pas très précis dans l'article et pas très clair (du moins en lisant entre les lignes).

En bref, très difficile de trouver des infos (le livre ci-dessus, wow, c'est du costaud)

J'ai l'impression que "rebond" est un gros abus de langage.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Re,
Lien intéressant, Deedee, mais je ne suis pas sûr que les hypothèses présentées soient réalistes :
je ne vois pas comment une capsule Apollo pourrait arriver à conserver son angle d'incidence initial. Il n'y a aucun contrôle d'orientation pendant cette phase, et avec la forme qu'elle a, elle devrait rapidement revenir à une incidence nulle*

* sauf à spinner rapidement comme on fait pour les cailloux qui ricochent, mais ce n'était certainement pas le cas sur Apollo

[papy-alain]

Salut,

Sachant qu'on parle aussi du rebond des capsules en cas d'angle de rentrée trop faible (par rapport à l'horizontale) j'ai fait une recherche. J'ai trouvé un site qui dit que l'angle peut devenir négatif (remontée) mais ça ne veut pas dire nécessairement rebond. Et malheureusement sur ce point il n'y avait.... qu'une ligne, dans l'article.

Ici : http://mecaspa.cannes-aero-patrimoin...E/RET_lune.htm
ils parlent de rebond au sens donné par Amanuensis ("une capsule en moyenne "descend", même s'il y a des rebonds", "rebonds éventuels après une trajectoire képlérienne "). Mais il faudrait creuser, ce n'est pas très précis dans l'article et pas très clair (du moins en lisant entre les lignes).

En bref, très difficile de trouver des infos (le livre ci-dessus, wow, c'est du costaud)

J'ai l'impression que "rebond" est un gros abus de langage.

J'ai extrait cette phrase de l'article qui, à mon sens, est abusive, voire complètement erronée :
<<lorsque l'angle d'entrée dans l'atmosphère est très bas par rapport à l'horizon, la météorite pénètre plus ou moins profondément puis repart vers l'espace interplanétaire en déviant son angle de direction. L'objet « rebondit » en quelque sorte sur l'atmosphère comme un caillou faisant un ricochet sur un lac.>>
- un angle bas par rapport à l'horizon, ça ne veut rien dire.
- l'objet qui rebondit, comme un caillou faisant un ricochet sur un lac est une comparaison complètement fausse.

(c'était juste pour rebondir sur ce que tu disais )

[Deedee81]

mais je ne suis pas sûr que les hypothèses présentées soient réalistes :

Bien vu.

J'ai extrait cette phrase de l'article qui, à mon sens, est abusive, voire complètement erronée :

Excuse-moi, si je suis d'accord avec ce que tu en dis, ce n'est pas dans l'article que tu quotes qu'il y a cette phrase. C'est dans l'article Futura.

[pm42]

Un article de l'ESA qui confirme ce qui est dit ici :
https://blogs.esa.int/rocketscience/...is-everything/

[Amanuensis]

- un angle bas par rapport à l'horizon, ça ne veut rien dire.

On pourrait le comprendre en adoptant le modèle terre plate, car alors "l'horizon" est un plan unique. Mais comme la Terre est ronde, ça ne marche pas.

[Amanuensis]

il faudrait une forme très adaptée comme celle de la navette spatiale (et la bonne orientation au moment de l'entrée

Je n'en suis même pas sûr: il ne peut y avoir que perte d'énergie mécanique totale relative à la Terre (somme des énergies cinétique et potentielle de gravitation). Qu'il y ait portance ne changera pas cela, la traînée nécessairement associée fait perdre de l'énergie, par dissipation.

(Dans le cas d'une assistance gravitationnelle, c'est pareil: au mieux l'énergie relative à la planète est inchangée ; elle ne peut pas augmenter. Il y a accélération relativement au référentiel solaire : l'énergie mécanique totale qui est augmentée (ou diminuée) est celle relative au Soleil, ce qui est très différent.)


PS: Pas clair pour moi ce qui se passe avec un ricochet sur l'eau...

[Resartus]

Bonjour,
Le frottement ne peut en effet que faire perdre de l'énergie totale, mais la portance permet la transformation d'une partie de l'énergie cinétique "horizontale" en énergie "verticale".
Cela peut aussi se passer sans rebond, comme sur le frisbee (ou sur les planeurs à l'atterrissage) : maintien de l'altitude, mais au prix d'un ralentissement progressif.

[Amanuensis]

Le frottement ne peut en effet que faire perdre de l'énergie totale, mais la portance permet la transformation d'une partie de l'énergie cinétique "horizontale" en énergie "verticale".

Oui, mais c'est très temporaire. La perte en énergie fait, il me semble, que la nouvelle "orbite" ne peut que revenir à l'altitude qui a déjà freiné l'objet.

Et c'est ce qu'il se passe avec un ricochet: après un rebond l'objet retombe, avec toujours moins d'énergie.

Sans vrai profil d'aile, je pense que la traînée aura un rôle prépondérant.

Bref, la portance me semble être la seule possibilité pour une trajectoire avec concavité vers le haut ; et il faudrait un calcul détaillé...