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MISSION ULYSSES Survol Hyperbolique de Jupiter |
La mission Ulysses était destinée à observer les pôles du Soleil, irréalisable sans sortir de l'écliptique et extrêmement coûteux en incrément de vitesse dans le cas contraire.
Deux sites de recherches :
http://ulysses.jpl.nasa.gov/data/data.html et http://helio.estec.esa.nl/ulysses/En association, l'ESA et la NASA ont imaginé et mis au point cette mission, en utilisant la planète géante Jupiter comme tremplin gravifique, afin d'obtenir une trajectoire très fortement inclinée sur l'écliptique, une fois le survol de Jupiter réalisé
. Le dessin ci-dessous provient d'une revue La Lettre du CNES n°131, le texte a été réécrit pour plus de lisibilité.
Les documents sont réels et proviennent d'un document NASA+JPL+ESA:
Ulysses Reference Trajectory Characteristics de J.L Pojma du 29/11/1990.
NB : TA signifie True Anomaly = Anomalie Vraie = Angle polaire
q depuis le périgéeLes calculs demandés dans sont simples et font appel le plus souvent au bon sens.
DONNEES NUMERIQUES:
1 UA = 149.597893 106 km
m
soleil = 13.2715 1010 km3s-2m
Jupiter = 1.268 108 km3s-2m
Terre = 39.86 104 km3s-2RT = 6378 km rayon de la Terre
RJ = 71398 km rayon de Jupiter
I
SURVOL HYPERBOLIQUE DE JUPITER
Le chapitre s'intéresse au survol hyperbolique d'une planète, à l'intérieur de la sphère d'influence de celle-ci.
On rappelle que seule l'attraction planète est prise en compte et qu'un repère stellaire centré sur la planète est absolu.
1 ) QUESTION GENERALE
: Montrer, en prenant les formules du cours sur le paramétrage de l'hyperbole, que lorsqu'une sonde est très loin de l'astre, à une distance r, le temps de descente est avec une bonne approximation donné par
Conseil :---> r grand signifie
j très grand et donc j<< chj =shj2 ) SPHERE D'INFLUENCE DE JUPITER
: Calculer le rayon noté Rsphère de la sphère d'influence de Jupiter. On admettra une distance moyenne de Jupiter au Soleil de 765 106 km. Déduire alors le temps de descente depuis la limite de la sphère d'action jusqu'au "périgée ", donner ce temps en jours. Donner la date d'entrée de la sonde dans la sphère d'influence de Jupiter, sous forme calendaire sachant que le survol au plus près de Jupiter a lieu le 8/02/1992. Vous observerez dans les données de la table 2.2 ci-dessus, un changement de dates de validité à ce moment là, ce qui confirme nos calculs: REPONSE-2|
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NB: JCA = Jupiter Close Approach = Passage au "périgée"
3 ) Calculer grâce aux paramètres orbitaux de la table 2.2, relatifs à l'hyperbole de descente, les quantités suivantes:
- le rayon vecteur (scalaire) Rpj au "périgée" du survol de Jupiter,
4 )a ) Calculer la norme de la vitesse Vinfini1 à l'entrée de la sonde dans la sphère d'influence de Jupiter. Vous ne considérerez pas qu'elle se trouve à l'infini de Jupiter et tiendrez compte de la distance à Jupiter, même ci celle-ci est très grande.
b) En déduire l'accroissement de vitesse
DV fourni par la planète à la sonde lors de son tremplin gravifique. REPONSE-4-a-bc) Confirmer nombre des calculs précédents ( t, RpJ, Vp ) avec le tableau de marche ESA-NASA ci-dessous. Vous pourrez choisir 2 positions symétriques sur l'hyperbole et vérifier la symétrie des valeurs de la vitesse. REPONSE-4-c
Guiziou Robert janvier 2002
