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Concept
Manœuvre orbitale
Résumé
vignette|Trajectoires des sondes Voyager de la NASA.
Dans le domaine des vols spatiaux, une manœuvre orbitale est définie comme étant l’utilisation d’un système de propulsion spatiale afin de modifier l’orbite d’un astronef. Par exemple il peut s’agir de l’augmentation ou la diminution de la vitesse d’une sonde interplanétaire, de l’orientation d’un satellite, ou encore de la modification de l’inclinaison de son orbite.
Par opposition, lorsque le véhicule spatial considéré n’est pas soumis à une manœuvre orbitale, on dit alors qu’il est en phase de vol balistique. C’est-à-dire que les seules forces majeures qu’il subit sont celles due à l’attraction gravitationnelle des corps célestes qui l’entourent.
vignette|Delta-v en fonction de la masse éjectée. Courbe obtenue d’après l’équation de Tsiolkovski pour un astronef de et pour une vitesse d’éjection de .
L'équation de Tsiolkovski est l'équation fondamentale de l'astronautique reliant la différence de vitesse entre le début et la fin d'une phase de propulsion d'un véhicule spatial, appelé delta-v, à la vitesse d’éjection des gaz du moteur-fusée et au rapport de la masse initiale à la masse finale de l’astronef.
Pour chacune des manœuvres orbitales, on peut appliquer l’équation de Tsiolkovski :
où :
v est la variation de vitesse entre le début et la fin de la phase propulsée considérée ;
est la vitesse d'éjection des gaz;
mi est la masse totale de l'astronef au début de la phase propulsée (i pour initial) ;
mf est la masse totale de l'astronef à l'issue de la phase propulsée (f pour final), exprimée dans la même unité que mi ;
me est la masse d’ergols brûlés lors de la phase propulsée, exprimée dans la même unité que mi ;
est la fonction logarithme népérien.
L’équation de Tsiolkovski relie le delta-v nécessaire à chaque manœuvre orbitale avec la quantité d’ergols nécessaire pour l’effectuer. Ainsi la somme des delta-v calculée lors de la conception du véhicule spatial en fonction de sa mission renseigne sur la quantité de carburant et comburant à prévoir.
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