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Concept
Aérofreinage
Résumé
L'aérofreinage, ou freinage atmosphérique, est une manœuvre de mécanique spatiale qui permet de modifier les caractéristiques de l'orbite elliptique d'un vaisseau spatial en utilisant les forces de frottement (la traînée) exercées par l'atmosphère de la planète. Cette manœuvre est utilisée principalement pour placer une sonde spatiale en provenance de la Terre sur son orbite de travail autour de la planète qu'elle doit étudier. Grâce à cette technique, le vaisseau utilise sensiblement moins d'ergols que s'il avait eu recours à ses moteurs ; l'économie de carburant réalisée permet de réduire la masse de la sonde, donc son coût, et d'augmenter la part de la charge utile.
L'aérofreinage est une manœuvre très délicate car elle peut conduire à la destruction du vaisseau spatial si la trajectoire n'est pas précise. Pour que le changement d'orbite soit significatif il est nécessaire d'effectuer de nombreux passages dans l'atmosphère : la phase d'aérofreinage dure généralement plusieurs mois. L'aérofreinage ne peut être effectué que sur une planète disposant d'une atmosphère. La première sonde spatiale à avoir utilisé cette technique est la sonde japonaise Hiten en 1991. Les quatre derniers orbiteurs lancés par la NASA vers Mars ont également utilisé l'aérofreinage.
Une sonde spatiale lancée de la Terre vers une autre planète arrive avec une vitesse évidemment trop élevée pour pouvoir se mettre en orbite autour de celle-ci. Si la planète est relativement massive, comme Mars ou Vénus, et que la sonde spatiale doit se placer sur une orbite à faible altitude (ce qui est généralement souhaitable pour obtenir des informations de qualité avec les instruments scientifiques), la décélération nécessaire peut atteindre plusieurs km/s. Ce sont les moteurs de la sonde qui sont chargés de freiner au moment optimal l'engin spatial. Selon l'équation de Tsiolkovski, ce freinage nécessite d'emporter une quantité de carburant qui représente une grande partie de la masse de l'orbiteur (jusqu'à 50 % pour un orbiteur martien).
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