Introduction

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Où est l’éspace?

3.0 km - FAA exige oxygène supplémentaire pour des pilotes en des avions sans pression

8.85 km – Somet du Mont Everest 16 km – Cabine/masque pressurisé exigé 50 km – Frontière Stratosphère/Mesosphère 80 km – Status “d’astronaut” donné par les

É-U à ceux qui montent au dessus de 80 km 100 km – Ligne de Kármán défini la limite de

l’éspace selon la Fédération Aéronautique Internationale

120 km - Frottement atmosphérique aperçu 200 km - Orbites stables de plusieurs jours

The

rmos

pher

e

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Où est l’épace?

300 km – Orbites stables de plusieurs ans 360 km – Orbite moyenne du Station Spatiale

Internationale 587 km – Orbite moyenne du télescope

Hubble 3,000 à 17,000 km - Ceintures de radiations

Aucun satellite dans ce région 20,200 km - Orbite SPG (=GPS) 35,786 km – Orbite geostationnaire 320,000 km – Gravité de la lune égale à celle

de la Terre: Point de Lagrange

348,200 km - Périgée lunaire 402,100 km - Apogée lunaire

180 - 960 km

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L’atmosphere terrestre

Exosphere – Transition à l’éspace Thermosphere – Température

augmente avec l’altitude à cause des particules énergétiques

Mesosphere – Température décroix avec l’altitude• Commencement de

l’ionosphère Stratosphere – Température

augmente avec l’altitude à cause de l’absorption de l’UV par l’ozone

Troposphere – Bien mélangé• Température décroix avec

l’altitude

IONOSPHERE

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Pourquoi voyager dans l’espace? Perspective global

• Communication• Télédétection• Recherche atmosphérique

Vue claire de l’éspace• Aucun scintillation • Aucun absorption par

l’atmosphere Environnement chute libre

• Developpement des matériaux avancées

• Recherche biologique Ressources abondantes

• Énergie solaire• Matériaux extratérrestres

Exploration Usages militaires

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Comment voyager dans l’espace? C’est le “rocket science” !

Conservation de la quantité de mouvement• 3ieme loi de Newton: FBA=-FAB

Combustion du carburant produit l’éjection du gaz/des particules à haute vitesse• Fusée est acceleré dans la

direction opposée L’accelération de la fusée est

inférieur à celle du gaz car sa masse est supérieure

En espace, la fusée ne subit pas la force de gravité

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Une problème sérieux de lancement concerne le poids du carburant exigé pour accelérer la fusée contre la force de gravité

Lorsque la fusée accélère et le carburant est épuisé, il n’est pas utile de porterle réservoir de carburant vide

Les étages sont des éléments séparables d’une fusée qui sont jettés lorsqu’elles sont vides

L’étage initiale est la plus grande, et peut avoir des éléments supplémentaires

Les étages supérieures accéllèrent la fusée (maintenant plus légère) à travers l’ionosphère

Comment voyager dans l’espace?

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Delta IV: 25,800 kg Proton: 22,000 kg

Des lanceurs et leur charge utile maximale jusqu’à l’orbite terrestre basse (=Low Earth Orbit (LEO) ~ 300 to 2,000 km altitude)

Ariane: 21,000 kg

Comment voyager dans l’espace?

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Vega: 1,500 kgSoyuz: 8,500 kg

Des lanceurs et leur charge utile maximale jusqu’à LEO

Atlas V: 20,000 kg

Lancement de RADARSAT-2

Comment voyager dans l’espace?

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Pegasus – 315 kg à LEO

L-1011

Pegasus

Allumage Pegasus

Vidéo Pegasus

Comment voyager dans l’espace?

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Navette spatiale (STS) – 24,400 kg à LEO

Réservoir externe

Solid Rocket BoosterRéservoir externeLongueur: 46.9 mDiamètre: 8.4 mPoids vide: 26,535 kgPoids rempli (lancée): 756,000 kg

Solid Rocket Booster = SRBLongueur: 45.6 mDiamètre: 3.7 m Poids vide: 63,272 kgPoids rempli (lancée): 590,000 kgPousée (lancée): 12.5 MN

STS au completHauteur: 56 m (180 ft) Poids total (lancée): 2,000,000 kg Pousée totale (lancée): 30.16 MN

Comment voyager dans l’espace?

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Profile du STS

Comment voyager dans l’espace?

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Un satellite en orbite est en chute libre

Modèle de boule de canonde Newton Le satellite subit

toujours la force de gravité

Les Orbites

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Six éléments orbitaux

• a, e, i, Ω, w, n Décrivent la géométrie

de l’orbite

Les Orbites

iInclinaison (i)

eccentricité (e)

Demi-grande axe (a)

Argument du perigée (w)

Ascension droite du noeud ascendant (Ω)

Vraie anomalie (n)

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Les Orbites – Exemples des orbites géocentriques

Géostationnaire (GEO) Geosynchronous (GSO) Orbite terrestre basse (LEO) Orbite terrestre moyenne (MEO) Orbite à haute ellipticité (HEO)

• Molniya• Tundra

Semi-synchrone Super-synchrone Héliosynchrone Orbite polaire Orbite de transfert

200-2000 km altitude

Entre LEO et GEO

Perigée ~ 300 km, Apogée ~ 40,000 km

e.g. Orbite de transfert Géosynchrone

Au-dessus de GEO – “Graveyard Orbit”

Période de 12 heures, ~ 20,000 km

Passe au dessus à la même heure locale

Passe au dessus des régions polaire

35,800 km altitude

Perigée ~ 24,000 km, Apogée ~ 47,000 km

L’usage de l’éspace continué

en Partie 2

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Points de LaGrange

Points LaGrange Terre/Lune

Points LaGrange Soleil/Terre

Il existe 5 points de LaGrange dans un système à deux corps (Soleil/Terre, Terre/Lune, etc.).

Les points de LaGrange sont des locaux en espace ou les forces gravitationnels et centrifuges s’annulent

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