Assistance gravitationnelle

Manipulons la figure...

Le principe de l'assistance gravitationnelle est expliqué dans l'animation (survoler la petite main en haut à gauche).

La manoeuvre met en jeu le mouvement hyperbolique d'un satellite.

Le modèle utilisé est basé sur des simplifications, tout-à-fait légitimes :

• un seul astre à la fois (le Soleil ou la planète) agit sur le vaisseau
• la zone d'interaction de la planète est assimilée à une sphère
• la masse du vaisseau est parfaitement négligeable devant celle de l'astre, et son mouvement ne perturbe aucunement celui de l'astre.

Sur l'animation, la masse de la planète a été grandement exagérée, afin de mieux comprendre le phénomène. En réalité, elle est beaucoup plus petite, ce qui fait que le temps de passage dans la sphère d'interaction de la planète est très court, et on peut considérer que l'interaction se résume à une déviation de la vitesse relative à la planète, comme dans un choc élastique.

Suggestions de manipulation

• Modifier la position ou la vitesse initiale du satellite pour essayer de le faire partir "à l'infini" (énergie positive, trajectoire hyperbolique).
• Modifier l'orbite de la planète pour obtenir le même résultat. On peut "attaquer" la planète par l'extérieur de son orbite, ou par l'intérieur.
• Réduire la masse de la planète (exemple : la masse de Jupiter vaut 318 fois celle de la Terre).

Références

Voir par exemple comment la mission Cassini-Huygens (rubrique trajet) a utilisé l'assistance gravitationnelle pour parvenir jusqu'à la planète Saturne.

Ne pas oublier d'aller visiter le site de Mécanique Spatiale de l'Université de Marseille.