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.
Semi-major and semi-minor axesIn geometry, the major axis of an ellipse is its longest diameter: a line segment that runs through the center and both foci, with ends at the two most widely separated points of the perimeter. The semi-major axis (major semiaxis) is the longest semidiameter or one half of the major axis, and thus runs from the centre, through a focus, and to the perimeter. The semi-minor axis (minor semiaxis) of an ellipse or hyperbola is a line segment that is at right angles with the semi-major axis and has one end at the center of the conic section.
Characteristic energyIn astrodynamics, the characteristic energy () is a measure of the excess specific energy over that required to just barely escape from a massive body. The units are length2 time−2, i.e. velocity squared, or energy per mass. Every object in a 2-body ballistic trajectory has a constant specific orbital energy equal to the sum of its specific kinetic and specific potential energy: where is the standard gravitational parameter of the massive body with mass , and is the radial distance from its center.
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.
Trajectoire paraboliquethumb|La ligne verte représente une trajectoire parabolique. En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une trajectoire parabolique (ou orbite parabolique) est une orbite de Kepler dont l'excentricité est égale à 1. L'objet en orbite décrit alors, sur le plan de l'orbite, une parabole dont le foyer est l'objet plus massif. Le mouvement parabolique s'effectue lorsqu'un projectile est soumis à une vitesse initiale et à la seule accélération de la pesanteur. Un exemple courant de mouvement parabolique est l'obus tiré depuis un canon.
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.
Trajectoire hyperboliquevignette|La ligne bleue représente une trajectoire hyperbolique. Une trajectoire hyperbolique (ou, abusivement, orbite hyperbolique) est, en mécanique spatiale, la trajectoire de tout objet autour du corps central avec une vitesse suffisante pour échapper à l'attraction gravitationnelle de celui-ci. Le nom dérive du fait que, selon la loi universelle de la gravitation, une telle orbite a la forme d'une hyperbole. En termes plus techniques, cela peut être exprimé par une excentricité orbitale supérieure à 1.
Équation de la force viveEn mécanique spatiale, l'équation de la force vive est une équation importante du mouvement de corps en orbite. C'est le résultat de la loi de conservation de l'énergie selon laquelle la somme des énergies cinétiques et potentielles est constante en tout point de l'orbite. L'équation de la force vive est définie par : où : est la vitesse relative des deux corps ; est la distance entre les deux corps ; est le demi-grand axe ; est la constante gravitationnelle ; est la masse du corps central.
Effet OberthL'effet Oberth est un phénomène de mécanique gravitationnelle par lequel une fusée gagne de l'énergie lorsqu'elle tombe dans un puits gravitationnel ; en astronautique, il permet la manœuvre d'Oberth, une technique où la fusée se laisse tomber dans le puits et accélère lorsqu'elle atteint la vitesse maximale de sa chute. La manœuvre produit de l'énergie cinétique plus efficacement que l'application de la même impulsion en dehors du champ gravitationnel.
Vitesse de libérationLa vitesse de libération, ou vitesse d'évasion ou d'échappement est, en physique, la vitesse minimale que doit atteindre un projectile pour échapper définitivement à l'attraction gravitationnelle d'un astre (planète, étoile, etc.) dépourvu d'atmosphère et s'en éloigner indéfiniment. Cette vitesse est d'autant plus importante que la masse de l'astre est importante et que l'objet est proche de son centre. Relative à l'astre, c'est une valeur scalaire (sa direction ne joue aucun rôle).
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.
Orbital state vectorsIn astrodynamics and celestial dynamics, the orbital state vectors (sometimes state vectors) of an orbit are Cartesian vectors of position () and velocity () that together with their time (epoch) () uniquely determine the trajectory of the orbiting body in space. State vectors are defined with respect to some frame of reference, usually but not always an inertial reference frame.
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.
Paramètre gravitationnel standardLe paramètre gravitationnel standard d'un corps, noté μ (mu), est le produit de la constante gravitationnelle G par la masse M de ce corps : Quand M désigne la masse de la Terre ou du Soleil, μ s'appelle la constante gravitationnelle géocentrique ou la constante gravitationnelle héliocentrique. Le paramètre gravitationnel standard s'exprime en kilomètres cubes par seconde carrée ( ou ). Pour la Terre, . En astrophysique, le paramètre μ fournit une simplification pratique des différentes formules liées à la gravitation.
Delta-vDelta-v, noté , est en astronautique une mesure de changement (Delta ou Δ) de vitesse () d'un engin spatial (satellite artificiel, véhicule spatial, sonde spatiale, lanceur) ; il est exprimé en distance parcourue par unité de temps (mètre par seconde). Le Delta-v est calculé en soustrayant deux vitesses : où représente la vitesse avant le changement et la vitesse après le changement. Le Delta-v est une quantité scalaire : les changements de direction sans changement de vitesse accroissent sa valeur.
Radial trajectoryIn astrodynamics and celestial mechanics a radial trajectory is a Kepler orbit with zero angular momentum. Two objects in a radial trajectory move directly towards or away from each other in a straight line. There are three types of radial trajectories (orbits). Radial elliptic trajectory: an orbit corresponding to the part of a degenerate ellipse from the moment the bodies touch each other and move away from each other until they touch each other again. The relative speed of the two objects is less than the escape velocity.
