EXERCICE SUR LA THEORIE DE GIBBS

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PROBLEME

La théorie de Gibbs permet de déterminer complètement la trajectoire par la seule connaissance de trois rayons vecteurs à trois dates.

Données :

mT =39.86 104 km3s-2.

Trois positions de la sonde dans le repère de référence est S I J K héliocentrique écliptique dans lequel seront faits tous les calculs.  

 En km

X

Y

Z

X (km)

4612.45

338.655

-6612.14

Y (km)

-365.61

21297.88

27897.61

Z (km)

-15160.75

12721.38

39521.61

1°) Avec la théorie de Gibbs déduire :

Le paramètre p en km

L'excentricité e

Le demi grand axe a en km

Les vecteurs P, Q, W du repère périfocal associe à la trajectoire

2°) Calculer le vecteur vitesse V à la date du 03/04/1994 0 h

3°) a) Déduire les paramètres orbitaux a, e, i , w, W, tp de l'orbite, en utilisant la routine rv_par_w.exe

 

SOLUTION

2°) Calculs de Gibbs :

Gibbs introduit les trois vecteurs N S et D définis comme suit:

 De ces vecteurs on peut déduire :

 Le vecteur vitesse se calcule par :

 Le vecteur excentricité et le paramètre p s'obtiennent par :

 Voici le résultat des calculs :

Vecteur D :

D(1) = 5.39603 108 km D(2) = -4.527116 108 km D(3) = 3.52789 108 km

Vecteur N :

N(1) = 7.148056 1012 km N(2) = 7-5.997017 1012 km N(3) = 4.675616 1012 km

Vecteur S :

S(1) = 3.54262 108 km S(2) = 4.225597 108 km S(3) = -1.6908388 105 km

Vecteur V1 :

V(1) = 4.9492 km/s V(2) = 7.42524 km/s V(3) = 1.958377 km/s

Le paramètre vaut p=13248.17 km et l'excentricité 0.7002677

Les paramètres orbitaux sont fournis par la routine rv_par_w.exe qui donne sensiblement :

a =25996 km, e = 0.7002696, i = 63°.37, w = 269°.98, W = 49°.997

C'est une orbite de type Molnya

Guiziou Robert juin 2000