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Le freinage atmosphérique

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Manipulons la figure...

L'animation montre comment utiliser l'atmosphère d'une planète pour modifier la trajectoire d'un satellite

La sonde Mars Reconnaissance Orbiter est arrivée dans le champ de gravitation de la planète Mars le 10 Mars 2006,sur une orbite elliptique de grande excentricité. Il lui faudra 6 mois pour rejoindre son orbite de travail, à 300 km d'altitude. Afin d'économiser du carburant, elle utilisera l'atmosphère de la planète pour réaliser cette opération.

Lors de ses passage au "périapse" (point le plus proche de la planète), la sonde frôlera l'atmosphère, et une partie de son énergie mécanique se transformera en chaleur. Cette perte d'énergie se traduira par une diminution de son grand axe, sans changement notable de son périapse. L'excentricité va ainsi diminuer peu à peu. Lorsque l'altitude de l"'apoapse" (point le plus éloigné de la planète) aura atteint la valeur désirée (celle de l'orbite de travail), il faudra augmenter la vitesse, de manière à rendre l'orbite circulaire. Cette manoeuvre est prévue aux alentours du 11 Septembre 2006. (Voir à cette page la problématique des changements d'orbite).

Le point délicat de la manoeuvre est de bien choisir la manière de rentrer dans l'atmosphère : trop profondément, la sonde risque de se volatiliser, pas assez profondément, la manoeuvre durera plus longtemps, et il est impératif qu'elle soit terminée au mois d'Octobre 2006, car à ce moment-là, Mars entrera en conjonction solaire, et les communications seront impossibles pendant un mois. (On peut voir à cette page que cette conjonction se produira un peu moins de 500 jours après le lancement de la sonde).

L'animation permet de choisir la position initiale est la vitesse initiale de la sonde. L'énergie mécanique s'affiche sur le graphe à droite : on peut voir qu'elle "chute" aux passages dans l'atmosphère, mais qu'elle est constante le reste du temps.

Pour réinitialiser le mouvement, il faut appuyer sur le bouton vert. Les échelles ne sont pas respectées, afin de mieux voir les choses (il faudra 500 orbites pour réaliser l'ensemble de cette manoeuvre...)

 


Pour davantage d'explications, aller sur le site de la mission Mars Reconnaissance Orbiter , ou sur Wikipédia