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Introduction. 2 Où est léspace? 3.0 km - FAA exige oxygène supplémentaire pour des pilotes en...
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Introduction
2
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
3
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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