Delta-v

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

 \Delta{v} = {|\overrightarrow v_2 - \overrightarrow v_1}| ,

\overrightarrow{v_1} représente la vitesse avant le changement et \overrightarrow{v_2} 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 trainée atmosphérique d'une planète et pour des petites valeurs les systèmes de transfert de moment cinétique (roue de réaction).

Quelques Delta-v remarquables[modifier | modifier le code]

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 basse ou en orbite géostationnaire ou celui pour échapper à l'attraction d'une planète.

Vitesse de libération d'un corps céleste[modifier | modifier le code]

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 fut, 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  \Delta{v} [1]     Position Pour échapper à  \Delta{v} [1]
À la surface du Soleil, L'attraction du Soleil 617,5 km/s
À la surface de Mercure L'attraction de Mercure 4,3 km/s À la surface de Mercure L'attraction du Soleil 67,7 km/s
À la surface de Vénus L'attraction de Vénus 10,3 km/s À la surface de Vénus L'attraction du Soleil 49,5 km/s
À la surface de la Terre L'attraction de la Terre 11,2 km/s À la surface de la Terre ou de la Lune L'attraction du Soleil 42,1 km/s
À la surface de la Lune l'attraction de la Lune 2,4 km/s À la surface de la Lune L'attraction de la Terre 1,4 km/s
À la surface de Mars L'attraction de Mars 5,0 km/s À la surface de Mars L'attraction du Soleil 34,1 km/s
À la surface de Jupiter L'attraction de Jupiter 59,5 km/s À la surface de Jupiter L'attraction du Soleil 18,5 km/s
À la surface de Saturne L'attraction de Saturne 35,6 km/s À la surface de Saturne L'attraction du Soleil 13,6 km/s
À la surface d'Uranus L'attraction d'Uranus 21,2 km/s À la surface d'Uranus L'attraction du Soleil 9,6 km/s
À la surface de Neptune L'attraction de Neptune 23,6 km/s À la surface de Neptune L'attraction du Soleil 7,7 km/s
Dans le système solaire  L'attraction de la Voie Lactée   ~ 1000 km/s

Manœuvres en orbite[modifier | modifier le code]

Manœuvres en orbite d'un satellite
Type de manœuvre Altitude de l'orbite [km]  \Delta{v} normal
par an [m/s]
 \Delta{v} 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[modifier | modifier le code]

Article connexe[modifier | modifier le code]

Liens et documents externes[modifier | modifier le code]

Notes et références de l'article[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) « Solar System Data », Georgia State University (consulté le 2007-01-21).