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Mécanique spatiale
Résumé
La mécanique spatiale, aussi dénommée astrodynamique, est, dans le domaine de l'astronomie et de l'astronautique, la science qui a trait à l'étude des mouvements. C'est une branche particulière de la mécanique céleste qui a notamment pour but de prévoir les trajectoires des objets spatiaux tels que les fusées ou les engins spatiaux y compris les manœuvres orbitales, les changements de plan d'orbite et les transferts interplanétaires.
mouvement képlérien
Les premières lois de mécanique spatiale furent découvertes expérimentalement par l'observation du mouvement des planètes par Kepler au début du . Elles constituent les lois du mouvement képlérien. Rappelons ici les principaux résultats :
Première loi (1609) : les orbites des planètes sont des ellipses planes dont le Soleil occupe l'un des foyers.
Seconde loi (1609) : loi des aires : des aires égales sont balayées par le rayon vecteur joignant le Soleil à la planète en des intervalles de temps égaux.
Troisième loi (1619) : le rapport entre le cube du demi-grand axe et le carré de la période de révolution de la planète autour du Soleil est indépendant de la planète :Elle peut aussi s'écrire mathématiquement : où est la période de l'orbite, son demi-grand axe et , avec constante de gravitation universelle et la masse du Soleil.
Ces lois sont encore utilisées avec une bonne approximation dans la plupart des calculs simples de mouvement orbitaux. Il s'agit du type de mouvement orbital de référence, et on calcule notamment des mouvements réalistes comme perturbations faibles d'un mouvement képlérien.
Le mouvement képlérien est un mouvement à force centrale. Ceci implique notamment une loi de conservation de l'énergie qui s'écrit dans le cas de l'ellipse :
est la vitesse du corps sur son orbite, la distance entre le corps et le centre attracteur. Les autres notations sont identiques.
Orbite
thumb|upright=2|Paramètres orbitaux : le corps central S occupe un des deux foyers de l'ellipse de périastre P tracée sur le plan orbital P1.
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