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Concept
Transfert bi-elliptique
Résumé
En astronautique le transfert bi-elliptique est une manœuvre permettant de modifier l'orbite d'un véhicule spatial autour d'un objet céleste central (par exemple la Terre ou le Soleil). Contrairement au transfert de Hohmann où l'orbite de transfert relie directement l'orbite initiale et l'orbite finale, le transfert bi-elliptique passe par deux orbites de transferts elliptiques. La première emmène le satellite «plus loin» que nécessaire, la deuxième l'amène sur l'orbite finale. Ce procédé peut être avantageux du point de vue de l'énergie requise si l'orbite finale est beaucoup plus haute que l'orbite initiale. C'est pourquoi cet article traite seulement du cas où l'orbite initiale est plus basse que l'orbite finale.
En principe la manœuvre de transfert bi-elliptique peut être également utilisée pour réduire l'altitude de l'orbite, mais elle ne présente aucun avantage par rapport au transfert de Hohmann. Une exception est l'aérofreinage (mais qui n'est pas un transfert bi-elliptique au sens de cet article). Cet article ne décrit que le cas d'un transfert d'une orbite basse vers une orbite haute autour du corps central.
Dans les calculs suivants on part de l'hypothèse qu'aucune interaction, par exemple liée à la présence d'autres objets célestes, ne vient perturber la manœuvre. Les orbites sont supposées être circulaires et dans le même plan. Les changements de vitesse sont supposés être instantanés.
vignette|Un transfert bi-elliptique entre une orbite initiale basse (bleue) via les orbites de transfert elliptiques (cyan et orange) à l'orbite finale haute (rouge).
L'équation fondamentale pour calculer les changements de vitesse requis dans les transferts coplanaires (comme le transfert bi-elliptique) est l'équation de la force vive
et sont la distance du véhicule spatial du corps céleste central et sa vitesse courante
est le demi-grand axe de l'orbite
est le paramètre de gravitation de l'objet céleste central (sa masse multipliée par la constante gravitationnelle )
Pour une orbite circulaire () l'équation se simplifie comme suit
La figure à droite montre comment se passe la manœuvre de transfert bi-elliptique.
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