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Concept
Vitesse orbitale
Résumé
thumb|Comparaisons de vitesses orbitales de différents satellites de la Terre.
La vitesse orbitale d'un objet céleste, le plus souvent une planète, un satellite naturel, un satellite artificiel ou une étoile binaire, est la vitesse à laquelle il orbite autour du barycentre d'un système à deux corps, soit donc le plus souvent autour d'un corps plus massif. L'expression peut être employée pour désigner la vitesse orbitale moyenne du corps le long de son orbite ou la vitesse orbitale instantanée, en un point précis. On l'exprime en principe en , mais souvent en .
La vitesse orbitale instantanée peut être déterminée par la seconde loi de Kepler, à savoir qu'en une durée déterminée, le segment de droite reliant le barycentre au corps décrit une surface constante, quelle que soit la portion de l'orbite que le corps parcourt pendant cette durée. En conséquence, le corps va plus vite près de son périastre que de son apoastre.
La vitesse orbitale est liée à l'équation de la force vive.
La vitesse orbitale est obtenue par :
où :
est le paramètre gravitationnel standard ;
est la distance entre le corps en orbite et le centre de l'orbite ;
est l'énergie orbitale spécifique.
Lorsque l'énergie orbitale spécifique est négative, l'orbite du corps secondaire est elliptique et sa vitesse orbitale est obtenue par :
où :
est le paramètre gravitationnel standard ;
est la distance entre le corps secondaire et le corps principal ;
est le demi-grand axe de l'orbite du corps secondaire.
Lorsque le corps secondaire est au périastre, la valeur de , notée , est obtenue par , où et sont le demi-grand axe et l'excentricité de l'orbite du corps secondaire. La vitesse orbitale du corps secondaire au périastre, notée , est obtenue par :
Lorsque le corps secondaire est à l'apoastre, la valeur de , notée , est obtenue par , où et sont le demi-grand axe et l'excentricité de l'orbite du corps secondaire. La vitesse orbitale du corps secondaire à l'apoastre, notée , est obtenue par :
Une orbite circulaire est, par définition, une orbite dont l'excentricité est nulle.
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