Mécanique spatialeLa mécanique spatiale, aussi dénommée astrodynamique, est, dans le domaine de l'astronomie et de l'astronautique, la science qui a trait à l'étude des mouvements. C'est une branche particulière de la mécanique céleste qui a notamment pour but de prévoir les trajectoires des objets spatiaux tels que les fusées ou les engins spatiaux y compris les manœuvres orbitales, les changements de plan d'orbite et les transferts interplanétaires.
Orbite elliptiqueEn mécanique céleste et en mécanique spatiale, une orbite elliptique est une orbite dont l'excentricité est inférieure à 1 et non nulle. L'astronome andalou et musulman Al-Zarqali du suggère et affirme déjà que les orbites planétaires sont des ellipses. L'ellipticité des orbites héliocentriques de la Terre et des autres planètes du Système solaire a été découverte par l'astronome allemand et protestant Johannes Kepler (1571-1630), à partir des observations de l'orbite de la planète Mars.
Vitesse orbitalethumb|Comparaisons de vitesses orbitales de différents satellites de la Terre. La vitesse orbitale d'un objet céleste, le plus souvent une planète, un satellite naturel, un satellite artificiel ou une étoile binaire, est la vitesse à laquelle il orbite autour du barycentre d'un système à deux corps, soit donc le plus souvent autour d'un corps plus massif. L'expression peut être employée pour désigner la vitesse orbitale moyenne du corps le long de son orbite ou la vitesse orbitale instantanée, en un point précis.
Orbitevignette|La Station spatiale internationale en orbite au-dessus de la Terre. En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une orbite () est la courbe fermée représentant la trajectoire que dessine, dans l'espace, un objet céleste sous l'effet de la gravitation et de forces d'inertie. Une orbite est ainsi la courbe tracée par une trajectoire périodique. Dans le Système solaire, la Terre, les autres planètes, les astéroïdes et les comètes sont en orbite autour du Soleil.
Manœuvre orbitalevignette|Trajectoires des sondes Voyager de la NASA. Dans le domaine des vols spatiaux, une manœuvre orbitale est définie comme étant l’utilisation d’un système de propulsion spatiale afin de modifier l’orbite d’un astronef. Par exemple il peut s’agir de l’augmentation ou la diminution de la vitesse d’une sonde interplanétaire, de l’orientation d’un satellite, ou encore de la modification de l’inclinaison de son orbite. Par opposition, lorsque le véhicule spatial considéré n’est pas soumis à une manœuvre orbitale, on dit alors qu’il est en phase de vol balistique.
Orbite géosynchroneL'orbite géosynchrone, abrégée GSO (geosynchronous orbit), est une orbite géocentrique sur laquelle un satellite se déplace dans le même sens que la planète (d'ouest en est pour la Terre) et dont la période orbitale est égale à la période de rotation sidérale de la Terre (soit environ 23 h 56 min 4,1 s). Cette orbite a un demi-grand axe d'environ . Puisque le rayon de la Terre est de , l'altitude d'une orbite géosynchrone circulaire est au-dessus du géoïde terrestre ; on parle couramment de satellites à .
Orbital elementsOrbital elements are the parameters required to uniquely identify a specific orbit. In celestial mechanics these elements are considered in two-body systems using a Kepler orbit. There are many different ways to mathematically describe the same orbit, but certain schemes, each consisting of a set of six parameters, are commonly used in astronomy and orbital mechanics. A real orbit and its elements change over time due to gravitational perturbations by other objects and the effects of general relativity.
Orbite de transfertUne orbite de transfert, dans le domaine de l'astronautique, est l'orbite sur laquelle est placé temporairement un véhicule spatial entre une orbite initiale, ou la trajectoire de lancement, et une orbite visée. Une trajectoire (aussi appelée transfert, parfois simplement orbite) de Hohmann est une trajectoire qui permet de passer d'une orbite circulaire à une autre orbite circulaire située dans le même plan, en utilisant uniquement deux manœuvres impulsionnelles.
Transfert bi-elliptiqueEn astronautique le transfert bi-elliptique est une manœuvre permettant de modifier l'orbite d'un véhicule spatial autour d'un objet céleste central (par exemple la Terre ou le Soleil). Contrairement au transfert de Hohmann où l'orbite de transfert relie directement l'orbite initiale et l'orbite finale, le transfert bi-elliptique passe par deux orbites de transferts elliptiques. La première emmène le satellite «plus loin» que nécessaire, la deuxième l'amène sur l'orbite finale.
Orbite terrestre bassevignette|Différentes orbites terrestre ; la partie bleu turquoise représente l'orbite terrestre basse.vignette|Parcours de la moitié d'une orbite par la Station spatiale internationale. L’orbite terrestre basse ou OTB (LEO en anglais, pour low earth orbit) est une zone de l'orbite terrestre allant jusqu'à d'altitude, située entre l'atmosphère et la ceinture de Van Allen. Y orbitent des satellites de télédétection, des satellites de télécommunications ainsi que quelques stations spatiales, dont la Station spatiale internationale.
Excentricité orbitaleL’excentricité orbitale définit, en mécanique céleste et en mécanique spatiale, la forme des orbites des objets célestes. L'excentricité est couramment notée . Elle exprime l'écart de forme entre l'orbite et le cercle parfait dont l'excentricité est nulle. Lorsque , la trajectoire est fermée : l'orbite est périodique. Dans ce cas : lorsque , l'objet décrit un cercle et son orbite est dite circulaire ; lorsque , l'objet décrit une ellipse et son orbite est dite elliptique. Lorsque , la trajectoire est ouverte.
Orbite circulaireA circular orbit is an orbit with a fixed distance around the barycenter; that is, in the shape of a circle. In this case, not only the distance, but also the speed, angular speed, potential and kinetic energy are constant. There is no periapsis or apoapsis. This orbit has no radial version. Listed below is a circular orbit in astrodynamics or celestial mechanics under standard assumptions. Here the centripetal force is the gravitational force, and the axis mentioned above is the line through the center of the central mass perpendicular to the orbital plane.
Station spatiale internationalethumb|Le module Zvezda, cœur du segment orbital russe de la Station. thumb|Travaux d'assemblage : un astronaute se déhale sur la poutre qui supporte les panneaux solaires photovoltaïques. La Station spatiale internationale, en abrégé SSI (surtout au Canada francophone) ou ISS (d'après le nom anglais : International Space Station), est une station spatiale placée en orbite terrestre basse, occupée en permanence par un équipage international qui se consacre à la recherche scientifique dans l'environnement spatial.
Orbital planeThe orbital plane of a revolving body is the geometric plane in which its orbit lies. Three non-collinear points in space suffice to determine an orbital plane. A common example would be the positions of the centers of a massive body (host) and of an orbiting celestial body at two different times/points of its orbit. The orbital plane is defined in relation to a reference plane by two parameters: inclination (i) and longitude of the ascending node (Ω).
Orbital station-keepingIn astrodynamics, orbital station-keeping is keeping a spacecraft at a fixed distance from another spacecraft or celestial body. It requires a series of orbital maneuvers made with thruster burns to keep the active craft in the same orbit as its target. For many low Earth orbit satellites, the effects of non-Keplerian forces, i.e. the deviations of the gravitational force of the Earth from that of a homogeneous sphere, gravitational forces from Sun/Moon, solar radiation pressure and air drag, must be counteracted.
Exploration spatialevignette|Les premiers pas d'humains sur la Lune : Buzz Aldrin photographié par Neil Armstrong sur la surface lunaire le pour la mission Apollo 11. L'exploration spatiale est l'ensemble des activités qui sont réalisées dans l'espace. Elles reposent sur des techniques spécifiques relevant de l'astronautique qui permettent la réalisation de lanceurs, de satellites, de sondes spatiales, d'équipements et d'instruments spécifiques. L'exploration de l'espace remplit des objectifs scientifiques, économiques, ou militaires.
Injection trans-lunairevignette|redresse=1.2|Dans ce schéma, l'injection trans-lunaire est située au point rouge. L’injection trans-lunaire (ITL) (en Trans-lunar injection, abrégé en TLI) est une manœuvre propulsive utilisée pour placer un vaisseau spatial en orbite autour de la Terre sur une trajectoire qui le fera arriver à une orbite lunaire. Un vaisseau spatial effectue une injection trans-lunaire pour commencer un transfert lunaire à partir d'une orbite de stationnement circulaire basse autour de la Terre.
Rover lunairevignette|Maquette de Lunokhod 1. Un rover lunaire est un véhicule d'exploration spatiale de type astromobile, conçu pour se déplacer sur la surface de la Lune. Certains rovers sont conçus pour transporter des membres d'un équipage de vol spatial habité, tels que le LRV du programme Apollo ; d'autres sont des robots partiellement ou totalement autonomes, tels que les Lunokhods soviétiques et Yutu chinois. Trois pays ont placé des rovers sur la Lune : l'Union soviétique, les États-Unis et la Chine.
Station spatialevignette|Extérieur de la Station spatiale internationale en novembre 2009. Une station spatiale est une installation en orbite ou déposée sur un astre, habitée par un équipage humain pendant une période prolongée, ne disposant pas de moyens de propulsion autonomes ou ne disposant que de moyens de propulsion réduits. Jusqu'à présent, seules des stations spatiales destinées à être en orbite terrestre basse ont été construites. Elles sont désignées comme « stations orbitales ».
Orbital inclination changeOrbital inclination change is an orbital maneuver aimed at changing the inclination of an orbiting body's orbit. This maneuver is also known as an orbital plane change as the plane of the orbit is tipped. This maneuver requires a change in the orbital velocity vector (delta-v) at the orbital nodes (i.e. the point where the initial and desired orbits intersect, the line of orbital nodes is defined by the intersection of the two orbital planes).
