Êtes-vous un étudiant de l'EPFL à la recherche d'un projet de semestre?
Travaillez avec nous sur des projets en science des données et en visualisation, et déployez votre projet sous forme d'application sur Graph Search.
Concept
Characteristic energy
Résumé
In astrodynamics, the characteristic energy () is a measure of the excess specific energy over that required to just barely escape from a massive body. The units are length2 time−2, i.e. velocity squared, or energy per mass.
Every object in a 2-body ballistic trajectory has a constant specific orbital energy equal to the sum of its specific kinetic and specific potential energy:
where is the standard gravitational parameter of the massive body with mass , and is the radial distance from its center. As an object in an escape trajectory moves outward, its kinetic energy decreases as its potential energy (which is always negative) increases, maintaining a constant sum.
Note that C3 is twice the specific orbital energy of the escaping object.
A spacecraft with insufficient energy to escape will remain in a closed orbit (unless it intersects the central body), with
where
is the standard gravitational parameter,
is the semi-major axis of the orbit's ellipse.
If the orbit is circular, of radius r, then
A spacecraft leaving the central body on a parabolic trajectory has exactly the energy needed to escape and no more:
A spacecraft that is leaving the central body on a hyperbolic trajectory has more than enough energy to escape:
where
is the standard gravitational parameter,
is the semi-major axis of the orbit's hyperbola (which may be negative in some convention).
Also,
where is the asymptotic velocity at infinite distance. Spacecraft's velocity approaches as it is further away from the central object's gravity.
MAVEN, a Mars-bound spacecraft, was launched into a trajectory with a characteristic energy of 12.2 km2/s2 with respect to the Earth. When simplified to a two-body problem, this would mean the MAVEN escaped Earth on a hyperbolic trajectory slowly decreasing its speed towards . However, since the Sun's gravitational field is much stronger than Earth's, the two-body solution is insufficient. The characteristic energy with respect to Sun was negative, and MAVEN – instead of heading to infinity – entered an elliptical orbit around the Sun.
Source officielle
À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Proximité ontologique
Publications associées (10)
Concepts associés (8)
Énergie orbitale spécifique
En mécanique spatiale, l'énergie orbitale spécifique de deux corps orbitants est la somme constante de leur énergie potentielle mutuelle () et de l'énergie cinétique totale (), divisé par leur masse réduite , sachant que . Selon l'équation de la force vive, selon la Loi universelle de la gravitation, cela donne l'équation qui ne varie pas avec le temps : Considérant le mouvement d'un satellite ou une sonde autour d'un attracteur, en l'absence de perturbations orbitales spécifique de l'énergie totale, est conservée.
Orbite elliptique
En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une orbite elliptique est une orbite dont l'excentricité est inférieure à 1 et non nulle. L'astronome andalou et musulman Al-Zarqali du suggère et affirme déjà que les orbites planétaires sont des ellipses. L'ellipticité des orbites héliocentriques de la Terre et des autres planètes du Système solaire a été découverte par l'astronome allemand et protestant Johannes Kepler (1571-1630), à partir des observations de l'orbite de la planète Mars.
Trajectoire parabolique
thumb|La ligne verte représente une trajectoire parabolique. En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une trajectoire parabolique (ou orbite parabolique) est une orbite de Kepler dont l'excentricité est égale à 1. L'objet en orbite décrit alors, sur le plan de l'orbite, une parabole dont le foyer est l'objet plus massif. Le mouvement parabolique s'effectue lorsqu'un projectile est soumis à une vitesse initiale et à la seule accélération de la pesanteur. Un exemple courant de mouvement parabolique est l'obus tiré depuis un canon.