La phase de lancement est rapide. En moins de 10 minutes, le module peut être placé sur orbite.
Dans une première phase d'environ 170 secondes, le premier étage a consommé 25 tonnes de mélange de kerosène et de dioxygène pour amener la fusée à plus de 60 km d'altitude et à une vitesse de 2 300 m / s.
L'enveloppe vide du premier étage se détache alors et le moteur du second étage fonctionne pendant 350 secondes pour propulser le module sur son orbite d'attente (400 km et 7 670 m / s).
La coiffe qui protégeait le module pendant la phase de décollage, a été éjectée. Le module peut alors se séparer du deuxième étage.
A partir des informations trouvées dans les documents de SpaceX et à partir des très belles vidéos proposées, nous avons modélisé le lancement de notre module.
Une vidéo en temps réel s'affiche sur l'écran et les paramètres du vol s'affichent au fur et à mesure du lancement (vitesses, masse, altitude, frottements, poussée).
Cette présentation s'inspire du logiciel SOLSTICE.
Ce logiciel peut être téléchargé à l'adresse suivante :
http://www.educnet.education.fr/orbito/orb/logiciel/logi11.htmr
Dans notre application, le bouton "lancer" lance simultanément la vidéo et le programme.
L'animation dure environ 6 minutes. Elle peut être interrompue par le bouton "Arrêter".
Lisez ici avant de télécharger ici
Attention: 1) le téléchargement peut durer quelques minutes (19 Mo à télécharger - vidéo comprise).
2) pour que le programme fonctionne, il faut
- régler le niveau de sécurité d'EXCEL
(Outils / Options / Sécurité / Sécurité des macros /
niveau de sécurité moyen),
- autoriser l'exécution des macros à l'ouverture du classeur.
Mais il faut bien reconnaître que nos lanceurs ne nous permettront pas de mettre la moindre particule en orbite.
Nous nous sommes donc mis à la recherche d'un prestataire qui pourrait mettre notre module en orbite.
Depuis de nombreuses années, nos équipes se sont mobilisées pour chercher la lanceur idéal.
Que de recherches théoriques! Que d'essais de fusées, à eau, à hydrogène!
Les performances de Falcon 1 semblent correspondent à nos besoins: placer en orbite équatotriale les 300 kg de notre module, à une altitude de 400 km.
Sur le site de SPACEX, on trouve tout ce qu'il faut ( guide de l'utilisateur - formulaires à remplir) pour - presque - commander un lancement en ligne !
Nous allons confier le lancement de notre module lunaire à la Société SPACEX qui dispose d'un pas de tir situé en plein océan pacifique sur les Iles Marshall et d'un lanceur adapté à notre projet. La visite du site internet de SPACEX est vivement recommandée (photos, films, données en grande quantité).
L'étude théorique des caractéristiques d'une orbite circulaire est développée dans la page "Vers la lune".
Pour résumer: à chaque orbite définie par son altitude (le rayon de l'orbite circulaire est alors la somme du rayon de l'astre et de l'altitude par rapport au sol), correspond une vitesse de satellisation v et une période de révolution T qui sont données par :
Par exemple, pour être satellisé à une altitude de 400 km sur son orbite d'attente (rayon terrestre égal à 6400 km et masse de la terre égale à 6E24 kg) notre module avoir une vitesse de 7670 m /s (la période de révolution sera alors de 5 570 s soit 1h 33min).
Cette vitesse est la vitesse dite absolue (par rapport au référentiel
géostationnaire). Elle est en réalité légèrement différente de la vitesse relative
(vitesse par rapport au sol).
En effet, du fait de la rotation de la Terre sur elle même, un objet placé à la surface
de la planète est animé d'une certaine vitesse par rapport au référentiel géocentrique
(l'origine de ce repère est le centre de gravité de la terre - ses axes sont orientés
vers les étoiles lointaines donc fixes).
L'objet à la surface de la Terre décrit un cercle autour de l'axe de rotation.
Plus on se rapproche de l'équateur, plus le périmètre de de cercle est grand.
Comme ces cercles sont parcourus en un même temps - un jour - la vitesse est
plus importante lorsqu'on est proche de l'équateur.
Si on lance la fusée d'une situation proche de l'équateur (ce qui en général est le cas)
et si elle est lancée dans le sens de rotation de la Terre, avant même son lancement,
la fusée dispose d'une vitesse initiale, non négligeable.
Par exemple, pour un pas de tir situé sur l'équateur, (le rayon du cercle décrit est
alors le rayon terrestre soit 6.4E06 m) v = R w ( w est la vitesse angulaire de rotation
soit 1 tour par jour soit encore 2 Pi rad en 86 400 s) soit
v = 6.4E06 x 2 Pi / 86 400 = 465 m / s (1700 km / h quand même !).
Notre module lunaire, lancé d'une base proche de l'équateur, sera placé sur une orbite dans le plan équatorial et son sens de rotation sera celui de la Terre. Dans ces conditions, il bénéficiera de la totalité des 465 m /s.
Pour atteindre la vitesse absolue de 7670 m /s, il suffira(!) que le lanceur lui communique une vitesse relative de 7205 m /s.
