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image décorative pour les pages principales flèche retour Orbites terrestres, orbites interplanétaires

La gravité est l'une des quatre forces de la physique. Trois de ces forces s'exercent à de très petites échelles, dans le monde des particules, comme, par exemple, la force électromagnétique. La gravité est la seule force qui s'exerce sur de longues distances. Elle décroît avec la distance. C'est Newton qui, au XVIIème siècle, énonça une théorie générale de la gravitation. La façon contemporaine de voir la gravité est de l'insérer dans la théorie de la Relativité d'Einstein: chaque corps céleste courbe l'espace autour de lui. Les lois de Newton restent cependant utilisables pour le vol spatial: les vaisseaux se déplacent à des vitesses qui sont encore loin de la vitesse de la lumière... Il est probable qu'un jour, lorsque les nouvelles technologies permettront des vitesses largement supérieures aux vitesses actuelles, ce seront les lois de la Relativité que l'on emploiera pour voyager entre les étoiles

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La théorie
Les éléments d'une orbite
Les différents types d'orbite terrestre

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Du fait de la gravité, tout corps tombe vers la Terre, c'est-à-dire est attiré vers le centre de la Terre. Le corps peut tomber droit -comme, par exemple, un objet que l'on laisse tomber- ou il peut être affecté d'un mouvement et décrire un arc -comme, par exemple, un boulet de canon. Si, dans le second cas, la vitesse imprimée au boulet est suffisante (ainsi que la hauteur du point de tir), le boulet chutera d'une telle façon qu'il n'aura plus de point théorique de chute à la surface de la Terre. La Terre semblera constamment se dérober sous lui. Le boulet de canon sera tout simplement en orbite. L'exemple du canon est celui-même de Newton, dans le livre III de ses "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", le canon étant placé au sommet d'une colline et entendu que la friction de l'air ne joue pas. C'est cela qui constitue les bases du vol spatial. Pour ce qui est des satellites, la vitesse initiale est tout simplement fournie par le lanceur, lequel, dans le même temps, donne au satellite une altitude suffisante. 30 000 km/h (19 000 mph) et 200 km (120 mi) sont les valeurs critiques, déjà définies par Newton, pour placer un satellite en orbite: il suffit en quelque sorte que notre satellite-boulet de canon soit à une altitude de 200 km, avec une vitesse de 30 000 km/h; l'orbite, alors, est parcourue en 84,4 minutes. Les fusées de lancement s'appuient sur la vitesse de rotation de la Terre. Les lancements ont la plupart du temps lieu d'Ouest en Est, dans le sens de la rotation de la Terre. Le lancement bénéficie ainsi de cette vitesse initiale. On peut expliquer plus avant pourquoi un satellite orbite: on peut dire que la vitesse du satellite compense la force de gravité de la Terre; la vitesse acquise par le satellite tendrait à l'éloigner de la banlieue de la Terre alors que la force de gravité de celle-ci le retient. Sur un autre plan, l'apesanteur dans l'espace, elle, s'explique par le fait qu'un astronaute situé dans un vaisseau spatial doit être considéré comme un objet indépendant sur le plan de la gravité: l'astronaute a été mis en orbite autant que son vaisseau. L'astronaute, ainsi, est en chute libre par rapport à la Terre à la même vitesse que l'est son vaisseau spatial. D'où qu'il flotte en apesanteur à l'intérieur de celui-ci

la chute libre d'un boulet de canon

Pour ce qui est des "frontières" de l'espace, différentes définitions s'affrontent. Un premier chiffre est celui des 80 km (50 miles) car la NASA donne le titre d'astronaute à toute personne qui franchit ce seuil (la limite est également celle qu'utilise l'armée américaine). Les 100 km (62 miles) sont une définition officielle: l'atmosphère terrestre, à ce point, est encore suffisamment dense pour ralentir les satellites et les faire dé-orbiter en une heure ou deux mais l'air y est cependant si fin qu'il ne fournit plus aucun support aux surfaces aérodynamiques classiques. Cette frontière des 62 miles -la "Kármán line"- est officiellement reconnue par le Fédération Aéronautique Internationale (FAI) -l'organisme qui édicte les standards mondiaux en matière d'aéronautique. L'altitude de 122 km (75,7 miles) est utilisée par les contrôleurs de mission de la NASA et par les ingénieurs de vol comme le point à partir duquel une mission qui rentre dans l'atmosphère terrestre commence de ressentir la friction et l'échauffement engendrés par celle-ci. C'est à cette altitude, par exemple, que la navette spatiale cesse d'utiliser ses thrusters spatiaux et peut commencer d'utiliser ses surfaces aérodynamiques. C'est ce qu'on appelle l'"interface d'entrée". On assista, dans les années 1990 à un effort pour surmonter les barrières bureaucratiques concernant la définition de ce qu'était un astronaute, ce qui permet à plus de personnes d'acquérir la dénomination. Du fait de la friction atmosphérique résiduelle mentionnée ci-dessus, la plupart des satellites orbitent à une altitude de 160 km (100 miles) au moins (l'atmosphère y reste encore suffisamment importante pour dé-orbiter un satellite au bout de quelques jours ou de quelques semaines). La navette spatiale orbite habituellement à une altitude de 300 km (185 miles). Enfin, en 2009, une étude scientifique a montré que 118 km (73 miles) marquent le point où les derniers vents de la haute atmosphère terrestre se heurtent aux particules chargées du Soleil. Les Etats-Unis, sur un autre plan, n'ont jamais accepté une définition définitive de l'espace extra-atmosphérique pour éviter que ne se développent des conflits juridiques concernant le droit de survol de pays étrangers par les satellites

arrow back Les éléments d'une orbite

Les données théoriques de l'orbite d'un satellite se réfèrent grandement aux données concernant les orbites en général. La plupart des satellites, vus d'au-dessus du pôle nord de la Terre, orbitent dans le sens opposé des aiguilles d'une montre et leurs orbites sont la plupart du temps elliptiques, c'est-à-dire avec une forme en ovale -avec un point de l'orbite plus proche de la Terre et un point plus éloigné (ces points sont appelés les apsides de l'orbite; le point le plus proche de la Terre est le périgée, le point le plus éloigné l'apogée). La "période" du satellite est le terme utilisé pour désigner le temps qu'il lui faut pour accomplir une orbite. L'orbite d'un satellite se définit par rapport à un plan de référence. Celui-ci, en l'occurrence, est le plan de l'équateur terrestre. L'"inclinaison" de l'orbite est l'angle que le plan de l'orbite fait par rapport au plan de l'équateur terrestre (le 0 est compté sur le plan équatorial, à; droite et les degrés se comptent vers le haut, jusqu'à 90°). Les "noeuds" de l'orbite sont les points où le plan de l'orbite coupe le plan équatorial vers le haut ou vers le bas ("noeud ascendant", vers le haut; "noeud descendant", vers le bas). La ligne qui joint les deux points est appelée la "ligne des noeuds". Du fait de la seconde loi de Kepler (des aires égales sont balayées en des temps égaux), un satellite se déplace plus vite à son périgée qu'à son apogée. Une orbite est une ellipse, c'est-à-dire une section de cône, avec deux foyers et deux axes. Le "grand axe" coupe les deux foyers et le "petit axe" est perpendiculaire au précédent, au centre de l'ellipse. Le "semi-grand axe" de l'orbite est la distance moyenne du satellite par rapport au centre de l'ellipse. Comme son nom l'indique, il est égal à la moitié du grand axe. Une ellipse, enfin, peut être diversement allongée par rapport à un cercle parfait. Cette déviation d'un cercle est appelée l'"excentricité" de l'orbite. Elle varie de 0 (l'orbite est un cercle) à > 1 (l'orbite est une hyperbole). 1 désigne une parabole; une orbite elliptique a une excentricité 0 > e < 1. Plus techniquement, l'excentricité peut être dite le rapport de la distance entre les deux foyers de l'ellipse (d) et la longueur du grand axe (a): e = d / a

vignette-lien vers les données techniques applicables à une orbitecliquer vers les données techniques de l'orbite d'un satellite

Ces données se retrouvent dans le schéma ci-dessus. Des données plus techniques y sont utilisées. Le semi-grand axe de l'orbite, d'une façon générale, est désigné par "a" et 'excentricité est "e". "i" est l'inclinaison de l'orbite par rapport au plan de référence. "x" (que l'on peut appeler aussi le "point vernal" ou le "premier point du Bélier", ou "équinoxe vernal") est la ligne qui passe par le centre de la Terre et qui pointe vers l'équinoxe vernal, c'est-à-dire le point de l'écliptique que le Soleil traverse, sur une trajectoire ascendante, à l'équinoxe de printemps. "x" fait partie d'un système de coordonnées à trois axes qui s'applique à l'orbite, "y" étant l'axe des pôles de la Terre, et "z" le plan de référence. W est l'angle entre le point vernal ("x") et le noeud ascendant. w est l'"argument du périgée", c'est-à-dire l'angle entre le noeud ascendant et le périgée. n et l'"anomalie vraie", c'est-à-dire l'angle entre le périgée et une position quelconque du satellite sur l'orbite

arrow back Les différents types d'orbite terrestre

Différents types d'orbite terrestre sont utilisés, fonction du travail que doit accomplir le satellite. On notera, d'une façon générale, que, pendant qu'un satellite orbite sur une trajectoire donnée, la Terre continue sa rotation propre en-dessous de cette orbite. Les orbites géostationnaires ou les "walking orbits" telles que décrites ci-dessous sont des exceptions

Comme les orbites de Vénus, la Terre et Mars sont situées dans un vaste nuage de poussière qui résulte des comètes et collisions occasionnelles entre astéroïdes, qu'on appelle le "nuage zodiacal", cela a comme effet de limiter la sensibilité des satellites d'observation astronomique qui volent dans le plan de l'orbite de la Terre. Aussi, des projets envisagent de placer de telles missions sur des orbites plus inclinées; les satellites seraient hors du nuage (au-dessus ou en-dessous) pendant des durées significatives. Plus de 4800 satellites ont été lancés depuis les débuts de la conquête spatiale. 2300 d'entre eux sont toujours en orbite aujourd'hui. 1300 sont russes et 700 américains. 28 pays et 7 organisations maîtrisent la technologie spatiale. Les satellites en orbite terrestre sont surtout utilisés en matière de télécommunications, de défense, de météorologie, de navigation et d'observations astronomiques -ou liées aux sciences de la Terre. L'orbite appelée "orbite-cimetière" est une orbite à haute altitude où l'on transfère des satellites à la fin de leur vie opérationnelle. Des objets divers de petite taille ou plus grands, qu'on appelle des "débris spatiaux", résultat de la conquête spatiale, sont en orbite autour de la Terre (boulons, éclats de peinture, restes de lancement, satellites ayant terminé de fonctionner, etc.). Ils constituent tous un danger pour les satellites en orbite et autres missions du fait d'une vitesse de 28100 km/h (17500 miles/h). Les débris spatiaux, actuellement, comprennent 23000 débris suivis, 750 000 objets de plus d'1cm et 166 millions plus grands qu'1mm. Les débris d'une taille aussi petite que 0,3mm peuvent présenter un danger pour les vols habités ou les missions automatiques et les débris plus petits qu'1cm (0,4 pouces) sont difficiles à repérer par radar. Le U.S. Space Surveillance Network surveille plus de 22000 débris spatiaux mais il ne peut les surveiller tous. Quelque 95% de tous les objets en orbite sont des satellites qui sont arrivés en fin de vie ou des pièces de satellites qui ne sont pas actifs. Les armées, par ailleurs, partout dans le monde, omettent de donner des détails concernant leurs débris de satellites. En 2017, les compagnies commerciales, les agences civiles et militaires ou les amateurs ont été obligés d'augmenter l'altitude de l'orbire de plus de 400 satellites soit 4 fois la moyenne annuelle d'entre 2000 et 2010. Les débris spatiaux ont atteint un pic du fait qu'en 2007 les Chinois, pour un test de missiles, ont détruit un de leurs satellites et qu'en 2009 une collision s'est produite entre un satellite Iridium et un satellite russe Cosmos. Le "développement durable" dans l'espace est devenu une préoccupation des utilisateurs de l'espace depuis les années 2000. Ces objets, en anglais, sont dits "MMOD" (pour "micrometeoroids and orbital debris", "micro-météorites et débris orbitaux") et ce sont ceux de taille moyenne (entre 1 et 10 cm) qui posent le plus grand risque car ils sont les plus difficiles à suivre. Plus de 75% des débris spatiaux qu'on peut suivre orbitent sur des orbites basses fortement peuplées, en-dessous de 2000km et le nombre des débris continue d'augmenter du fait de collisions permanentes entre eux. Une fois par jour, le Joint Space Operations Center (JSpOC) situé à la Vandenberg Air Force Base, en Californie,analyse les orbites mises à jour pour détecter de possibles "conjonctions" (le nom des possibles passages rapprochés) avec une semaine ou plus d'avance. Il alerte alors l'équipe CARA ("Conjunction Assessment Risk Analysis") du Goddard Space Flight Center pour ce qui est des menaces concernant les missions non-habitées alors qu'un groupe du Johnson Space Flight Center est averti des menaces sur les vols habités, ceux de l'ISS compris. Les satellites qui le peuvent, mettent en oeuvre, contre les débris spatiaux, des manoeuvres d'évitement. En période d'activité solaire accrue, l'atmosphère terrestre s'étend en altitude, ce qui porte la traînée sur les satellites plus haut et fait donc descendre des débris en direction des orbites habituelles. Le ministère américain de la Défense et la NASA ont conduit, dans le passé, des tests d'impact en laboratoire en utilisant, par exemple, des modèles de destruction, ainsi le Satellite Orbital debris Characterization Impact Test (SOCIT) dans les années 1990. Les satellites contemporains, comparés à cette époque, contiennent des technologies nouvelles et la NASA va reprendre des tests au sol de collision pour améliorer sa compréhension de comment les nouveaux matériaux et technologies se comportent suite à une collision. Une façon, aujourd'hui, d'éviter une collision consiste à modifier l'orbite du satellite visé. L'U.S. Air Force utilisera un nouveau radar puissant, installé sur l'île de Kwajalein dans l'océan Pacifique, qui permettre à l'armée américaine de détecter des objets encore plus petits que la limite actuelle des 10 centimètres

arrow back Les orbites interplanétaires

D'un point de vue technique, un voyage vers une autre planète du système solaire n'est rien d'autre qu'une orbite. Mais cette fois, l'orbite a pour centre le Soleil et non plus la Terre. Les vaisseaux interplanétaires utilisent deux types d'orbites: soit des orbites dites "orbites de transfert" ou "orbites d'Hohmann", soit des orbites avec trajectoire assistée par gravité ("gravity assist trajectory"). Le système de suivi des étoiles du vaisseau prend des images de celles-ci et compare ces images à un catalogue embarqué, lequel permet alors aux systèmes de navigation quelle est l'attitude du vaisseau ou, par exemple, dans quelle direction il pointe

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Les orbites d'Hohmann
Les orbites avec trajectoire assistée par gravité
Déccélération, orbites diverses

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une mission de la NASA quitte le Kennedy Space Center pour Mars au sommet d'une Atlas V, août 2005une mission de la NASA quitte le Kennedy Space Center pour Mars au sommet d'une Atlas V, août 2005. NASA/KSC

Les orbites de transfert ou orbites d'Hohmann sont principalement utilisées pour atteindre Mars ou les planètes situées entre le Soleil et la Terre, c'est-à-dire Mercure et Vénus. De telles trajectoires ont finalement comme résultat que le satellite parcourt sa propre orbite autour du Soleil, comme un corps planétaire. Quand il s'agit d'atteindre Mars, le vaisseau est d'abord lancé en orbite terrestre et, de là il reçoit une poussée du moteur du dernier étage de son lanceur, dirigée dans le sens du mouvement de la Terre sur son orbite. Le vaisseau, placé sur sa trajectoire, acquiert peu à peu une vitesse supérieure à celle de la Terre -vers 33 km/s- et, donc, son orbite s'éloigne de celle de la Terre. Le vaisseau finit par atteindre l'orbite de Mars! Les positions relatives de la Terre et de Mars, d'une façon générale, sont le plus favorables à un lancement vers Mars seuelement pendant quelques semaines tous les 26 mois
Dans le cas où il s'agit, par exemple, d'atteindre Vénus, on donne, cette fois, la dernière poussée, qui établit la trajectoire, dans le sens contraire du mouvement de la Terre sur son orbite. Le vaisseau est donc ralenti (vers 27 km/s -au lieu des 30 km/s auxquels la Terre se déplace sur son orbite), et il passe progressivement sur une orbite intérieure à celle de la Terre, finissant par atteindre l'orbite de Vénus. D'autre part, pour ce qui est de Mercure, en dépit que la planète est beaucoup plus proche de la Terre, elle est en fait plus difficile à atteindre: pour entrer en orbite autour de la planète, une sonde spatiale doit constamment freiner à l'encontre de la forte attraction gravitationnelle du Soleil. Dans les deux cas de Mars et Vénus, la date de lancement prend en compte les positions relatives de la Terre et de la planète, de telle sorte que le vaisseau atteigne la planète en temps voulu. Une orbite d'Hohmann est théoriquement une orbite dont le périhélie (le point de l'orbite le plus proche du Soleil) est beaucoup plus proche du Soleil que son aphélie (le point de l'orbite le plus éloigné) n'en est éloigné. De telles orbites doivent leur nom à Walter Hohmann, un scientifique allemand, qui les théorisa dans les années 1920. Les meilleures opportunités de lancement vers Mars ont lieu tous les 26 mois, au moment où Mars arrive à son opposition, c'est-à-dire le point de son orbite où elle est en ligne avec le Soleil et la Terre, de l'autre côté de la Terre par rapport au Soleil

orbite de Hohmann à destination de Mars orbite de Hohmann à destination de Vénus
arrow back Les orbites avec trajectoire assistée par gravité

Les orbites avec trajectoire assistée par gravité ont été conçues dans les années 1960 au Jet Propulsion Laboratory (JPL). Il s'est alors agi de contrer un effet que l'on avait constaté sur les missions planétaires s'éloignant du Soleil: la force gravitationnelle de celui-ci freinait inexorablement le vaisseau. On eut alors l'idée de s'appuyer sur des planètes pour des modifications et des accélérations de trajectoire. Le principe est que l'on emprunte à la planète une partie de sa vitesse angulaire. Les choses se passent ainsi: le vaisseau spatial arrive à la planète par derrière -comme il le ferait en y arrivant sur une orbite d'Hohmann. Du fait de sa forte vitesse interplanétaire, le satellite n'est pas capturé en orbite par la gravité de la planète. Il ne fait que passer près de la planète (d'où le terme "passage" -"flyby", pour désigner cette manoeuvre). Comme la planète se déplace sur son orbite, le passage ajoute tout simplement la vitesse de la planète à la vitessse initiale du vaisseau! Jupiter ou Saturne ajoutent environ 20 km/s (12,5 miles/s), Uranus et Neptune 10 (6,2 miles/s) et la Terre 3,1 (1,9). Les trajectoires assistées par gravité peuvent s'utiliser aussi aux planètes inférieures (Mercure, Vénus). Dans ce cas, les modifications de trajectoire sont utilisées lorsque la mission consiste à placer un vaisseau en orbite autour de Mercure ou Vénus: il s'agit tout simplement de conserver la vitesse du vaisseau dans des limites raisonnables. Les premières modifications de trajectoire assistées servent à envoyer la sonde vers l'orbite de la planète visée alors que les suivantes servent à réduire la vitesse de façon à ce qu'elle coïncide avec celle de la planète, permettant la capture en orbite. La sonde, sinon, devrait emporter une énorme quantité de carburant pour réaliser ce que l'on appelle une "mise à feu d'insertion" ("insertion burn") et nécessiterait un véhicule de lancement très important. Les passages assistés par gravité permettent également de modifier la direction du vaisseau spatial: la gravité de la planète infléchit la direction de la trajectoire. Les trajectoires assistées par gravité sont donc une façon, dans le système solaire, de voyager loin et peu cher... Les trajectoires assistées par gravité commencent toujours par une orbite d'Hohmann soit vers une planète inférieure, soit vers une planète supérieure (Mars et au-delà). Elles sont de type I ou de type II selon que l'orbite du vaisseau l'emporte à moins ou plus de 180° autour du Soleil. Ces trajectoires, par ailleurs, lorsqu'on les utilise pour mettre une mission en orbite autour d'une planète supérieure, servent à éviter que les vaisseaux n'aient une vitesse trop élevée à l'arrivée (un vol direct, sans passages assistés par gravité, arriverait à une vitesse telle qu'aucun allumage moteur ne pourrait le freiner pour l'insérer en orbite et la mission n'effectuerait qu'un simple passage à l'objet)

Les passages asssités par gravité peuvent être utilisées aussi bien pour accélérer un vaisseau que pour le ralentir. La distance au plus près de la planète, la direction, la vitesse de la mission par rapport à celle de la planète ont une influence sur l'accélération ou le changement de direction attendu du passage. Les modifications les plus importantes, en termes de vitesse et de direction, ont lieu lorsqu'un vaisseau à faible vitesse passe au plus près d'une planète massive; et inversement: les modifications sont moindres pour un vaisseau se déplaçant rapidement et passant à une forte distance d'une planète de faible taille

Lorsque la masse d'un objet planétaire n'est pas connue précisément au départ d'une mission (ce qui est souvent le cas pour les missions à destination des comètes, par exemple), on calcule la trajectoire de façon à viser la proximité de l'objet, où l'on raffine la trajectoire fonction de la masse de la cible. Des valeurs liées aux théories de la Relativité doivent être incluses pour les calculs d'orbite de mission qui s'approchent de corps à forte masse -ainsi le Soleil: les variations que les concepts einsteiniens de la gravité apportent aux lois de Newton et de Képler deviennent alors notables (ce qui n'est pas le cas pour la plupart des missions). Il existe un mystère concernant les passages assistés par gravité à la Terre: les ingénieurs de vol, pour plusieurs d'entre eux -mais pour certains non- ont trouvé une anomalie sous la forme d'une minuscule variation de la quantité de vitesse attendue, acquise ou perdue, pendant le passage

La technique dite "pi transfer" ("transfert pi" en anglais), par ailleurs, utilise la gravité du satellite d'une planète pour modifier l'orbite d'un vaisseau de sorte que celui-ci puisse acquérir des vues différentes, en termes de point de vue, de la planète

->Un passage assisté par gravité vu du point de vue de la planète utilisée
Comme un passage assisté par gravité, du fait des lois de Newton, s'analyse comme un échange d'énergie orbitale, la technique n'est pas neutre pour la planète que l'on utilise. Ainsi, si on effectue un passage assisté par gravité à Mars, la planète, au bout d'un an, a perdu la valeur d'un atome sur l'orbite. Sur 180 millions d'années, cela se traduit par une perte de 2,5 cm (1 pouce)...

la trajectoire assistée par gravité des missions Pioneer et Voyager (vue depuis le pôle nord de l'écliptique)cliquer vers la trajectoire assistée par gravité des missions Pioneer et Voyager (vue depuis le pôle nord de l'écliptique). NASA
arrow back Déccélération, orbites diverses

Quelle que soit l'orbite utilisée pour atteindre une planète, une mission interplanétaire doit déccélérer à l'arrivée de façon à pouvoir être capturée en orbite, par exemple, autour de la planète ou de pouvoir y atterrir. Sinon, la mission ne ferait que passer auprès de la planète. Les manoeuvres de déccélération s'exécutent de diverses façons: en pratiquant la mise à feu d'un moteur, par exemple, ou en utilisant la technique dite de l'"aerobraking" ("freinage atmosphérique") qui consiste à freiner le vaisseau par le biais des couches supérieures de la planète. Lorsqu'il s'agit d'un atterrissage, le vaisseau est équipé d'un bouclier thermique et il est simplement freiné lorsqu'il descend dans l'atmosphère de la planète. Des parachutes freinent le vaisseau plus avant dans les phases finales de la descente. Lorsque la mission a pour but de s'installer en orbite autour d'une planète, l'arrivée se fait habituellement par une "mise à feu d'insertion" ("insertion burn"). Cet allumage du moteur fait déccélérer le vaisseau de sa vitesse interplanétaire et permet donc qu'il soit capturé en orbite par la gravité de la planète. L'"aerobraking" peut également être utilisée: le vaisseau, protégé par un bouclier thermique, est abaissé jusqu'aux hautes couches de l'atmosphère de la planète et il orbite à ce niveau; quand l'orbite désirée a été atteinte, il est alors remonté sur une orbite plus élevée. Comme on l'a vu plus haut, les modifications de trajectoire assistées par gravité sont, pour les planètes inférieures, un autre moyen de préparer une mission à s'insérer en orbite. Quelques-uns des différents types d'orbite terrestre que nous avons évoqués plus haut sont également utilisés par les missions interplanétaires. Les orbites polaires et héliosynchrones, par exemple, sont utilisées par les missions de cartographie et d'études planétaires. Les orbites héliosynchrones permettent que les images prises de la planète aient toujours la même illumination, c'est-à-dire que les ombres soient toujours orientées de la même façon: la sonde passe au-dessus d'une région donnée de la planète autour de laquelle il orbite chaque jour à la même heure locale. Une telle orbite héliosynchrone peut être réglée sur telle ou telle heure du jour. 206 missions lunaires et interplanétaires ont été lancées, tous pays confondus, depuis les débuts de la conquête spatiale

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