Assistance gravitationnelle - Futura

Définition>Assistancegravitationnelle-Effetdefrondegravitationnelle Futura-Sciences
Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/dico/d/astronautique-
assistance-gravitationnelle-869/
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Assistancegravitationnelle
L’assistancegravitationnelleestunetechniqueutilisantl'attractiondesplanètespourdonnerunsupplémentdevitesse
àunesondeinterplanétaire.Onparleaussid'effetdefrondegravitationnelle.Cettetechniqueestmaintenantemployée
pourlaplupartdessondesinterplanétaires,danslebutd'économiserducarburant.Voicipourquoi.
Lagravitationimposedenombreusescontraintesrendantdifficileunvoyageenlignedroited’uneplanèteàunautre,à
moinsdedisposerd’unmoteur-fuséeexceptionnel.Eneffet,pouratteindreunevitessedonnée,parexemplecellede
libérationd’uneplanète,ilfautdépenserducarburant…pourpropulserlecarburant.Pourunechargeutiledonnée,il
fautpouvoiréjecterdesgazauxvitesseslesplusélevéespossiblesil’ondisposedepeudecarburant.Pourlemoment,
onenestencoreréduitàfairevoyagerdesmassespeuimportantesselondestrajectoiresbiendéterminéeslorsqu’on
veutvisiteruneplanèteduSystèmesolaire.
Il existe heureusement une stratégie pour voyager d’une planète à une autre en économisant du carburant :
l’assistancegravitationnelle.Elleconsisteàfaireentrerunesondedanscequel’onappellelasphèredeHill(dunomde
son découvreur, le mathématicien et astronomeGeorge Hill), encore appelée la sphère de Roche (du nom du
mathématicienetastronomefrançaisÉdouardRoche).Cettesphèred’influencegravitationnelled’uncorpscéleste,que
l’onnedoitpasconfondreaveclalimitedeRoche,définitunerégiondanslaquelleunautrecorpscélesteatendanceà
resternaturellementunsatellitedupremiermalgrél’influencegravitationnelled’untroisièmecorps.LaTerre possède
doncunesphèredeHillparrapportauSoleildanslaquellesetrouvelaLune,etilenestdemêmepourlaLuneelle-
mêmeparrapportàlaTerreetauSoleil,ainsiquepourlesautresplanètescommeJupiteretVénus.
Lorsqu’unesondeentredansunesphèredeHillavecunevitessesuffisantepournepasyrester,savitesseaugmente
commeleferaitunebilletombantdansunecuvetteavantdediminueràlasortiedelacuvette.Onpourraitcroireque
lebilanestnul,maisdufaitdumouvementdelaplanètepossédantunesphèredeHill,ildevientpossibled’emprunter
unepartiedumomentcinétiqueorbitaledelaplanètepourdouerlasonded’uneimpulsionsupplémentairesil’ons’y
prendbien.Enpassantdeplanèteenplanète,unesondepeutdoncaccélérerpouratteindredesvitessesconsidérables
sansutiliserdecarburantetparcourirdesdistancesbeaucoupplusrapidement.
L'assistancegravitationnelleetl'explorationduSystèmesolaire
L’idée d’utiliser l’influence gravitationnelle d’une planète pour changer la vitesse d’un vaisseau spatial remonte aux
années1920aveclestravauxdumathématicienukrainienYuriKondratyuk.Onluidoitaussile rendez-vousen orbite
lunaire (LOR, lunarorbitrendezvous )quiestlenomduscénariodemissionquiaétésuiviparleprogrammespatial
Apollo pour envoyer des hommes sur la Lune. Mais c’est le mathématicien états-unienMichael Minovitch qui saisira
vraiment toute la portée de l’idée de l'assistance gravitationnelle d'une planète en 1961, à savoir la possibilité de
réduirelaconsommationdecarburantnécessaireàdesvoyagesinterplanétairesrapides.
LaNasavamettreenpratiquepourlapremièrefoisceconceptaveclasondeMariner10,quiutiliseraVénusle5février
1974 pour atteindreMercure le 16 mars 1974. Il s’agissait du premier vol interplanétaire au moyen de l’assistance
gravitationnelle,maislatechniqueavaittoutdemêmedéjàétéutiliséelorsduvoldelasonderusseLuna3en1959.
Mercureneseraànouveauvisitéeque33ansplustard,parlasondeMessengerle14janvier2008.
LessondesMariner11et12nevirentpaslejouràcausedecompressiondebudget.Plutôtquedecontinueràexplorer
leSystèmesolaireinterne,laNasautilisalestravauxdéjàengagéspourunprojetbienplusambitieux.C’estainsique
naquirentlessondesVoyager1 etVoyager2,ainsiqueleprojetd’un«GrandTour»duSystèmesolaireendirection
desplanètesexternes.C’estl’ingénieurGaryFlandroquis’estrenducompteen1964quelestravauxdeMinovitch,son

Définition>Assistancegravitationnelle-Effetdefrondegravitationnelle Futura-Sciences
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collèguedelaNasa,permettaientd’envisagerceGrandTourenmoinsdedixans, cequisemblaitimpossibleétant
donnélatechnologiedel’époque.
Depuis,l'assistancegravitationnelled'uneplanèteaétémiseàprofitpard’autresmissions,commecelledelasonde
Cassini-Huygens qui l’a utilisée à plusieurs reprises pour parvenir àSaturne. Elle a modifié sa vitesse d'abord en
passantàdeuxreprisesprèsdeVénus,puisdelaTerreetenfinde Jupiter.Onpeutciteraussilesexemplesdessondes
RosettaetNewHorizon.
Galileoestlancéele18octobre1989parlanavettespatialeaméricaineAtlantis.Aprèsunvoyage
desixans,aucoursduquelellearecoursàl'assistancegravitationnelledelaTerreàdeux
reprisesetàcelledeVénus,lasondeseplaceenorbiteautourdeJupiterle7décembre1995.Elle
circulesuruneorbitededeuxmoisqu'elleparcourtà35reprisesaucoursdelaphasescientifique
delamissionetquis'achèveaprèsplusieursprolongationsen2003.Aucoursdesonvoyagevers
Jupiter,Galileoeffectueunsurvolrapprochédesastéroïdes(951)Gaspraet(243)Ida,etdécouvre
uneluneautourdecedernier,Dactyl.©Nasa,DP