1 manœuvres de rentrée

Imprimé le 18/04/17
UNIVERSITÉ DE LA MÉDITERRANÉE - AIX-MARSEILLE II
DESS AIR & ESPACE
Mécanique spatiale
Volume IV
Rentrée dans une atmosphère
Robert GUIZIOU
Mis à jour le 18 avril 2017
Technopôle de Château-Gombert
60, rue Joliot Curie - 13453 MARSEILLE CEDEX 13 - Tél :[phone] - Fax : [phone]

Dess Air & Espace
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Rentrée atmosphérique
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SOMMAIRE
1 MANŒUVRES DE RENTREE ......................................................................................................................... 7
1.1 HISTORIQUE ................................................................................................................................................... 7
1.2 MANŒUVRE DE "DEORBITATION" .................................................................................................................. 8
1.2.1 Généralités ............................................................................................................................................ 8
1.2.2 Figure et notations ................................................................................................................................ 8
1.2.3 Calcul du cas général sur l’arc orbital ................................................................................................. 9
1.3 DEORBITATION OPTIMISEE ........................................................................................................................... 10
1.3.1 Schéma et notations ............................................................................................................................. 10
1.3.2 Calculs ................................................................................................................................................ 11
1.3.3 Calculs de l’optimisation .................................................................................................................... 12
1.3.4 Quelques résultats graphiques ............................................................................................................ 12
1.4 ELEMENTS SUR LA RENTREE TERRESTRE ...................................................................................................... 14
2 RENTREE D'ALLEN ....................................................................................................................................... 17
2.1 THEORIE ...................................................................................................................................................... 17
2.1.1 Hypothèses simplificatrices ................................................................................................................. 17
2.1.2 Notations et figure ............................................................................................................................... 17
2.1.3 Résolution du problème ....................................................................................................................... 18
2.2 INTERPRETATION ET APPLICATION PRATIQUE .............................................................................................. 19
3 RENTREE DE CHAPMAN ............................................................................................................................. 21
3.1 HYPOTHESES DE CALCUL ............................................................................................................................. 21
3.2 NOTATIONS ET FONCTION Y(X) DE CHAPMAN .......................................................................................... 21
3.2.1 Figure et notations .............................................................................................................................. 21
3.2.2 Fonction x Y(x) de CHAPMAN....................................................................................................... 22
3.2.3 Comment calculer Y(x) ........................................................................................................................ 22
3.3 RESULTATS DE CHAPMAN ........................................................................................................................ 23
3.3.1 Evolution de l’altitude ......................................................................................................................... 23
3.3.2 Autres paramètres ............................................................................................................................... 23

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Rentrée atmosphérique
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PREFACE
But
La mécanique spatiale constitue l’une des techniques phares de l’activité spatiale. Elle couvre les
méthodes et les techniques liées au mouvement du centre de gravité, à la localisation et à la navigation
pour parvenir aux calculs des manœuvres réalisés de manière opérationnelle. Ce cours a pour but
d’initier le lecteur à ces notions.
Audience
 Ce document fait partie d’une série de quatre volumes. Il s’adresse aux étudiants du Dess.
Structure du document
Ce document est structuré en 3 chapitres :
 Manœuvres de rentrée : Nous abordons dans ce chapitre, le problème du calcul des conditions
de retour d'un engin spatial, vers l'atmosphère d'une planète, jusqu'à ce jour sur la Terre, mais
demain sur Mars.
 Rentrée d’ALLEN : Le rendez-vous spatial a été l'une des grandes étapes de la conquête
spatiale. Mis au point, peu de temps après les premiers vols humains, il permet à l'homme de
récupérer et réparer un satellite en orbite, de ravitailler une station orbitale et de réaliser des
remplacements d'astronautes à bord de ces stations (Mir en fût un exemple). Personne n'a
également oublié les missions lunaires et notamment les rendez-vous tous réussis du LM
(Lunar Module) avec ses deux passagers revenant du sol lunaire et du CSM (Command
Service Module) avec un homme à bord orbitant autour de la Lune et attendant ses camarades,
avant le retour définitif à trois vers la Terre.
 Rentrée de CHAPMAN : CHAPMAN, au prix de simplifications bien justifiées, a mis au point
une méthode de calcul adaptée aux angles de rentrée réduits (<6°) et surtout aux rentrées
planées utilisant une portance. L'avantage de la méthode est de s'appliquer à des rentrées sur
d'autres planètes.