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Une voie rapide pour les sondes interplanétaires

Publié en ligne le 4 février 2010 -
par Guillaume Calu - SPS n° 289, janvier 2010

Pour envoyer des sondes interplanétaires, pourquoi ne pas utiliser des autoroutes spatiales ? Des chercheurs américains et allemands ont ainsi tracé, entre les points de Lagrange (position de l’espace où les champs de gravité de deux corps en orbite l’un autour de l’autre se combinent pour compenser la force centrifuge d’un troisième corps, pour lui fournir un point d’équilibre), des voies qui pourraient réduire la consommation de carburant des sondes spatiales, bien qu’elles en allongent le trajet.

L’exploration de notre système solaire se heurte encore au mode de propulsion des sondes spatiales. Face aux distances et forces gravitationnelles s’exerçant sur nos modestes vaisseaux d’exploration, les quantités de carburant nécessaires aux voyages interplanétaires peuvent vite devenir énormes !

Mais grâce à des découvertes en mécanique céleste remontant aux années 1980, il serait possible de gagner du carburant, et donc d’allonger les objectifs des missions planétaires. Pour cela, les ingénieurs en aérospatiale pourraient s’appuyer sur la notion d’orbite de transfert de Hohmann. Il s’agit, pour profiter de ce transfert d’orbite, d’envoyer les sondes spatiales d’un point de Lagrange à l’autre. Les propriétés mécaniques durant cette transition sont telles que le voyage est facilité et la consommation de carburant est fortement diminuée. La mission Genesis, qui avait pour objectif de collecter des particules de vent solaire pour les ramener sur Terre, a déjà exploité cette astuce, diminuant d’un facteur 10 la quantité de carburant nécessaire à sa mission.

Afin de démontrer la robustesse de leur hypothèse, les chercheurs ont modélisé la trajectoire que pouvait prendre un module spatial, initialement en orbite lointaine autour de Jupiter, pour descendre en orbite autour de sa lune Callisto. Ils ont ainsi démontré que leur modèle autorise une certaine incertitude sur la vitesse de départ du module pour réaliser l’opération. C’est un critère extrêmement important au vu des imprécisions inévitables lorsqu’on contrôle un module à si grande distance de la Terre. Ces considérations ont fait l’objet d’une publication (1).

(1) Jerg et al. (2009). Optimal capture trajectories using multiple gravity assists. Commun Nonlinear Sci Numer Simulat 14 :4168–4175. doi :10.1016/ j.cnsns.2008. 12.009

Publié dans le n° 289 de la revue


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