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Concept
Fenêtre de lancement
Résumé
vignette|redresse=1.2|Distance Terre-Mars et fenêtres de lancement adaptées, tous les (ici pour les années 2012 à 2024).
vignette|Animation montrant la trajectoire de la sonde InSight rejoignant Mars.
En astronautique, une fenêtre de tir, ou fenêtre de lancement, est un intervalle de temps au cours duquel sont réunies les conditions optimales pour le lancement d'une fusée.
La navigation spatiale, entre des emplacements mobiles, étant essentiellement balistique, il convient de lancer dans la bonne direction, au bon moment et avec le bon delta-v sous peine de devoir faire des corrections coûteuses en carburant.
Soit la Terre supposée sphérique. Le champ gravitationnel est donc central et en . L'orbite d'un satellite suivra les lois de Kepler. Pour mettre un satellite en orbite circulaire à la distance , il faut une vitesse initiale perpendiculaire à et de module telle que soit
dans laquelle est la première vitesse cosmique pour la Terre, ou vitesse de Schuler, c'est-à-dire la vitesse, toute théorique, à laquelle il faudrait lancer un satellite pour qu'il se mette en orbite au ras du sol.
En fonction de l'altitude , définie par , la vitesse sur l'orbite circulaire s'exprime par
Par exemple:
pour les satellites militaires et d'observation :
pour Jason et Spot, les satellites héliosynchrones :
Il s'agit alors d'évaluer l'effet d'une erreur sur la vitesse, en module ou en direction, en particulier du risque que le satellite ne s'écrase dans l'atmosphère. C'est le problème dit de la fenêtre de tir.
Si le satellite est lancé dans la bonne direction, mais avec une vitesse trop grande, alors il est largué au périgée. Il est à la distance minimale de la Terre et ne tombera plus.
Si le satellite est lancé dans la bonne direction, mais avec une vitesse réelle plus petite que la vitesse nominale , il est alors largué à l'apogée. Il faut que le périgée, à l'opposé de la trajectoire, soit à une distance supérieure au rayon terrestre , autrement dit, que le grand axe .
On rappelle la formule donnant l'énergie mécanique de l'orbite limite .
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