Delta-v

Cet article ne s'appuie pas, ou pas assez, sur des sources secondaires ou tertiaires (juin 2018).

Pour améliorer la vérifiabilité de l'article ainsi que son intérêt encyclopédique, il est nécessaire, quand des sources primaires sont citées, de les associer à des analyses faites par des sources secondaires.

Delta-v, noté ${\displaystyle \Delta {v}}$, est en astronautique une mesure de changement (Delta ou Δ) de vitesse (${\displaystyle {\overrightarrow {v}}}$) 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 :

${\displaystyle \Delta {v}=\|{\overrightarrow {v_{2}}}-{\overrightarrow {v_{1}}}\|}$,

où ${\displaystyle {\overrightarrow {v_{1}}}}$ représente la vitesse avant le changement et ${\displaystyle {\overrightarrow {v_{2}}}}$ la vitesse après le changement. Le Delta-v est une quantité scalaire : les changements de direction sans changement de vitesse accroissent sa valeur.

En astronautique, le Delta-v est notamment utilisé pour estimer la quantité de propergol qui est nécessaire pour accomplir une manœuvre, un changement de trajectoire, pour décoller d'une planète, se placer en orbite d'un corps céleste en venant du sol ou de l'espace interplanétaire, pour échapper à l'attraction d'un objet (Terre, Soleil...).

Il existe plusieurs méthodes pour obtenir un changement de vitesse dans l'espace : les plus courants sont le moteur-fusée qui expulse de la matière à grande vitesse, l'assistance gravitationnelle qui utilise le champ gravitationnel d'une planète, l'aérofreinage qui utilise la traînée atmosphérique d'une planète et, pour modifier l'orientation, il y a comme possibilité, en plus de jets de matières, les systèmes jouant sur un transfert de moment cinétique (roues de réaction).

Quelques Delta-v remarquables[modifier | modifier le code]

La production du Delta-v nécessaire pour accomplir les missions spatiales repose généralement sur la quantité d'ergols embarquée. La valeur du Delta-v est donc le principal facteur conditionnant la masse du lanceur, de l'engin spatial et donc une grande partie de son coût. La réalisation des principales missions repose sur quelques Delta-v remarquables comme celui nécessaire pour se placer en orbite terrestre basse ou en orbite géostationnaire ou celui pour échapper à l'attraction d'une planète.

Vitesse de libération d'un corps céleste[modifier | modifier le code]

La vitesse de libération d'un corps quittant la surface de la Terre, dite aussi deuxième vitesse cosmique, nécessite un Delta-v de 11,2 kilomètres par seconde (soit environ 40 000 km/h) par rapport à un repère inertiel géocentrique. Par comparaison, celle de Jupiter est 59,5 km/s. La sonde Luna 1 est, en 1959, le premier objet construit par l'homme à atteindre la vitesse de libération terrestre lors de son trajet en direction de la Lune.

Vitesse de libération d'un véhicule spatial

Position	Pour échapper à	${\displaystyle \Delta {v}}$ [1]		Position	Pour échapper à	${\displaystyle \Delta {v}}$ [1]
À la surface du Soleil	L'attraction du Soleil	617,5 km/s
À la surface de Mercure	L'attraction de Mercure	4,3 km/s		À la surface de Mercure	L'attraction du Soleil	67,7 km/s
À la surface de Vénus	L'attraction de Vénus	10,3 km/s		À la surface de Vénus	L'attraction du Soleil	49,5 km/s
À la surface de la Terre	L'attraction de la Terre	11,2 km/s		À la surface de la Terre	L'attraction du Soleil	42,1 km/s
À la surface de la Lune	L'attraction de la Lune	2,4 km/s		À la surface de la Lune	L'attraction de la Terre	1,4 km/s
À la surface de Mars	L'attraction de Mars	5,0 km/s		À la surface de Mars	L'attraction du Soleil	34,1 km/s
À la surface de Jupiter	L'attraction de Jupiter	59,5 km/s		À la surface de Jupiter	L'attraction du Soleil	18,5 km/s
À la surface de Saturne	L'attraction de Saturne	35,6 km/s		À la surface de Saturne	L'attraction du Soleil	13,6 km/s
À la surface d'Uranus	L'attraction d'Uranus	21,2 km/s		À la surface d'Uranus	L'attraction du Soleil	9,6 km/s
À la surface de Neptune	L'attraction de Neptune	23,6 km/s		À la surface de Neptune	L'attraction du Soleil	7,7 km/s
Dans le système solaire	L'attraction de la Voie lactée	~ 1000 km/s

Manœuvres en orbite[modifier | modifier le code]

Manœuvres en orbite d'un satellite

Type de manœuvre	Altitude de l'orbite [km]	${\displaystyle \Delta {v}}$ normal par an [m/s]	${\displaystyle \Delta {v}}$ maximum par an [m/s]
Maintien de la position		50-55
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère)	400-500	< 25	< 100
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère)	500-600	< 5	< 25
Maintien de l'orbite (résistance de l'atmosphère)	> 600		< 7,5
Maintien de l'orientation		2-6

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

• Vitesse de libération
• Propulsion spatiale
• Manœuvre orbitale
• Équation de Tsiolkovski

Liens externes[modifier | modifier le code]

• (en) Calculateur de delta-v pour des fusées simples.

Notes et références[modifier | modifier le code]

• Portail de l’astronautique
• Portail de l’astronomie