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Comment on y va ??

Mission : parcourir 500 millions de kilomètres !

> Quand partir ? Quel jour, quelle année faut-il partir ?

> D'où partir ? De la Terre ? de la Lune ? de l'ISS ?

> À quelle vitesse ?

> Comment "avancer" dans l'espace ?

> Par où on y va ? Quel chemin ?

> Comment "atterrir" sur Mars ? (prochainement)

    Quand partir ?

    En théorie, on pourrait partir vers la planète Mars n'importe quand, mais les ingénieurs ne sont pas fous !! Ils attendent la période appelée "opposition" c'est à dire quand Mars et la Terre sont au plus près. En effet, les orbites de Mars et de la Terre s'éloignent et se rapprochent au fil des variations de l'orbite martienne et terrienne autour du soleil. Ainsi, à telle époque la distance Terre - Mars sera de 60 millions de kilomètres et à telle autre de 400 millions de kilomètres !!!

    Ces période d'"opposition" sont appelées "fenêtres" de lancement dans le langage des explorateur de la planète Mars. La durée qui dépasse 2 "fenêtres" de lancement est de 26 mois. Donc, si vous ratez la dernière fusée vers Mars il vous faudra  attendre 26 mois avant la prochaine navette !! La durée d'une "fenêtre" est de 3 semaines environ.

    Ainsi, les ingénieurs chargés des missions envoyées vers Mars choisissent le moment du départ pile poil pendant les oppositions de la planète afin de bénéficier du chemin le plus court, bien moins coûteux en énergie.

(prochaine "fenêtre" de lancement => Août 2003)

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    D'où partir ?

 De la Lune ? de l'ISS ? 

Non, la meilleure base de lancement pour le voyage vers Mars est la Terre elle-même.

En effet, notre bonne vieille Terre tourne autour du Soleil à la vitesse de 29 km/s; ajoutez cette vitesse à celle de propulsion de la fusée (plus de 11.2 km/s) et voila notre sonde qui s'élance vers l'espace en additionnant ces deux forces de poussée.

De plus, il existe un autre "gisement" de vitesse à exploiter. En effet, la Terre tourne aussi sur elle-même et plus on s'éloigne de l'axe de rotation des pôles, plus cette vitesse augmente. Vous suivez ? Cette vitesse atteint donc son maximum à l'équateur ( environ 0.46 km/s soit 1 666 km/h ). La base de lancement de Kourou en Guyane française est la mieux placée à 5° de latitude nord de l'équateur.

Le petit point rouge désigne la base de lancement de Kourou en Guyane française. (c)2000Arianespace

La base de lancement de Kourou en Guyane française est située à 5° de latitude nord de l'équateur et constitue ainsi une très bonne base de lancement. (c)www.americas-fr.com

Donc, la fusée ainsi propulsée depuis la Terre va additionner les vitesses de rotation, de révolution autour du Soleil et de poussée du lanceur.

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    À quelle vitesse ?

Pour décoller et s'arracher de la forte attraction terrestre, notre lanceur devra atteindre une vitesse dite de "libération" de 11.2 km/s minimum. Au dessous de 7.8 km/s, la fusée retombe et c'est la catastrophe ! Mais, inversement, si la fusée prend trop de vitesse (au delà de 16.6 km/s) aucune force de gravitation ne saurait la retenir et elle partirait hors de notre système solaire !!! Adieu la Terre, adieu Mars, à tout jamais !!

Ce problème de la vitesse à accumuler (voir plus haut comment) est donc très délicat et tout le processus de lancement doit donc se dérouler parfaitement bien afin que le vaisseau parte correctement vers Mars à la vitesse prodigieuse de 11.2 km/s.

Schéma représentatif de l'addition des différentes vitesses à assurer pour partir vers la planète Mars correctement. (v=vitesse de lancement de la sonde)

(c)2002 Olivier Poch.

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    Comment "avancer" dans l'espace ?

    Une fois dans l'espace, le vaisseau spatial (comme toutes les sondes qui sont envoyées vers Mars) avancera sans problème grâce à la force d'attraction du soleil (comme le font les planètes). Le vaisseau avancera comme sur des rails avant de ralentir peu à peu sa vitesse : quelques coups de moteurs permettront de replacer le vaisseau sur la bonne orbite et de garder une vitesse de croisière d'environ 25 km/s.

    Le vaisseau pourra aussi bénéficier des "vents" solaires - des rafales de particules - qui poussera de temps à autre ses panneaux solaires tels des voiles ! Il pourra aussi profiter du champ gravitationnel des planètes qu'il croisera en se laissant "porter" mais sans se mettre en orbite autour de l'astre proche. Ces petits coups de pouce sont bien économiques et bénéfiques mais de nombreuses fois, les ingénieurs de vols devront corriger la trajectoire du vaisseau en jouant avec ses moteurs.

Il existe plusieurs types de moteurs et moyens de propulsion dans l'espace:

  • Le moteur nucléaire

  • Le moteur ionique

  • Le moteur à plasmas

  • La voile solaire

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    Par où on y va ? Quel chemin ?

 

Trajectoires de transfert rapides entre la Terre et Mars

(c)Visite guidée de la planète rouge - Alsyd

Suite du dossier prochainement...

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Auteur : Olivier POCH

 
 
 

(c) 2001-2011 Orbit-Mars 
Crédit image de titre : NASA et Kees Veenenbos - Hébergement & maquette : Futura-Sciences

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