Delta-v

Delta-v, noté , est en astronautique une mesure de changement (Delta ou Δ) de vitesse () d'un engin spatial (satellite artificiel, véhicule spatial, sonde spatiale, lanceur) ; il est exprimé en distance parcourue par unité de temps (mètre par seconde). Le Delta-v est calculé en soustrayant deux vitesses :

,

représente la vitesse avant le changement et la vitesse après le changement. Le Delta-v est une quantité scalaire : les changements de direction sans changement de vitesse accroissent sa valeur.

En astronautique, le Delta-v est notamment utilisé pour estimer la quantité de propergol qui est nécessaire pour accomplir une manœuvre, un changement de trajectoire, pour décoller d'une planète, se placer en orbite d'un corps céleste en venant du sol ou de l'espace interplanétaire, pour échapper à l'attraction d'un objet (Terre, Soleil...).

Il existe plusieurs méthodes pour obtenir un changement de vitesse dans l'espace : les plus courants sont le moteur-fusée qui expulse de la matière à grande vitesse, l'assistance gravitationnelle qui utilise le champ gravitationnel d'une planète, l'aérofreinage qui utilise la traînée atmosphérique d'une planète et, pour modifier l'orientation, il y a comme possibilité, en plus de jets de matières, les systèmes jouant sur un transfert de moment cinétique (roues de réaction).

Quelques Delta-v remarquables

Principaux Delta-v applicables aux déplacements vers les orbites terrestre, lunaire et martienne.

La production du Delta-v nécessaire pour accomplir les missions spatiales repose généralement sur la quantité d'ergols embarquée. La valeur du Delta-v est donc le principal facteur conditionnant la masse du lanceur, de l'engin spatial et donc une grande partie de son coût. La réalisation des principales missions repose sur quelques Delta-v remarquables comme celui nécessaire pour se placer en orbite terrestre basse ou en orbite géostationnaire ou celui pour échapper à l'attraction d'une planète.

Vitesse de libération d'un corps céleste

La vitesse de libération d'un corps quittant la surface de la Terre, dite aussi deuxième vitesse cosmique, nécessite un Delta-v de 11,2 kilomètres par seconde (soit environ 40 000 km/h) par rapport à un repère inertiel géocentrique. Par comparaison, celle de Jupiter est 59,5 km/s. La sonde Luna 1 est, en 1959, le premier objet construit par l'homme à atteindre la vitesse de libération terrestre lors de son trajet en direction de la Lune.

Vitesse de libération d'un véhicule spatial
Position Pour échapper à [1]     Position Pour échapper à [1]
À la surface du SoleilL'attraction du Soleil617,5 km/s
À la surface de MercureL'attraction de Mercure4,3 km/sÀ la surface de MercureL'attraction du Soleil67,7 km/s
À la surface de VénusL'attraction de Vénus10,3 km/sÀ la surface de VénusL'attraction du Soleil49,5 km/s
À la surface de la TerreL'attraction de la Terre11,2 km/sÀ la surface de la TerreL'attraction du Soleil42,1 km/s
À la surface de la LuneL'attraction de la Lune2,4 km/sÀ la surface de la LuneL'attraction de la Terre1,4 km/s
À la surface de MarsL'attraction de Mars5,0 km/sÀ la surface de MarsL'attraction du Soleil34,1 km/s
À la surface de JupiterL'attraction de Jupiter59,5 km/sÀ la surface de JupiterL'attraction du Soleil18,5 km/s
À la surface de SaturneL'attraction de Saturne35,6 km/sÀ la surface de SaturneL'attraction du Soleil13,6 km/s
À la surface d'UranusL'attraction d'Uranus21,2 km/sÀ la surface d'UranusL'attraction du Soleil9,6 km/s
À la surface de NeptuneL'attraction de Neptune23,6 km/sÀ la surface de NeptuneL'attraction du Soleil7,7 km/s
Dans le système solaire L'attraction de la Voie lactée  ~ 1 000 km/s

Manœuvres en orbite

Manœuvres en orbite d'un satellite
Type de manœuvre Altitude de l'orbite [km] normal
par an [m/s]
maximum
par an [m/s]
Maintien de la position 50-55
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère) 400-500 < 25 < 100
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère) 500-600 < 5 < 25
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère) > 600 < 7,5
Maintien de l'orientation 2-6

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Notes et références

  1. (en) « Solar System Data », Georgia State University (consulté le 21 janvier 2007).
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