La voile solaire IKAROS

Pour déterminer la rétrogradation d’Ikaros il faut tracer sa trajectoire dans un référentiel géocentrique…ce qui est moins simple que pour Vénus qui dans le référentiel héliocentrique décrit une orbite pratiquement circulaire. J’ai fait une ébauche d’essai pour Ikaros à partir du référentiel axe Soleil/Terre en retirant un degré d’angle par jour ( 360/365,25 #1)
On s’aperçoit qu’Ikaros commence à amorcer un boucle et que cette rétrogradation est pour très bientôt.
Mais je dois m’absenter pour quelques jours et d’ici là il se pourrait bien qu’Ikaros est devancé Vénus dans sa rétrogradation.

[/url

Une dernière réflexion ce matin –avant de prendre la route-ce n’est pas la proximité ou non d’Ikaros avec Vénus qui compte. En effet Ikaros –contrairement à Akatsuki - abordera Vénus avec une vitesse relative importante puisqu’elle n’a pour but de s’y satelliser.
Pour étudier les rétrogradations d’un astre du système solaire on projette sa trajectoire géocentrique sur la sphère céleste et donc il faudrait reprendre toutes les données d’ascension droite et de déclinaison d’Ikaros pour établir cette projection …et peut-être d’ailleurs qu’Ikaros a déjà rétrogradé!

Pour simplifier, on va finir par décomposer le mouvement d'Ikaros en combinaisons d'épicycles portées par un cercle déférent (excentré par rapport au soleil, évidemment), comme l'aurait fait le grand Ptolémée :P

lambda0 a écrit:Pour simplifier, on va finir par décomposer le mouvement d'Ikaros en combinaisons d'épicycles portées par un cercle déférent (excentré par rapport au soleil, évidemment), comme l'aurait fait le grand Ptolémée :P

Giwa a écrit:Une dernière réflexion ce matin –avant de prendre la route-ce n’est pas la proximité ou non d’Ikaros avec Vénus qui compte. En effet Ikaros –contrairement à Akatsuki - abordera Vénus avec une vitesse relative importante puisqu’elle n’a pour but de s’y satelliser.
Pour étudier les rétrogradations d’un astre du système solaire on projette sa trajectoire géocentrique sur la sphère céleste et donc il faudrait reprendre toutes les données d’ascension droite et de déclinaison d’Ikaros pour établir cette projection …et peut-être d’ailleurs qu’Ikaros a déjà rétrogradé!

Merci Giwa pour cette autre remarque pertinente, c’est très important de travailler en groupe dans un Forum pour ne pas faire des erreurs!
Je vais éplucher les 168 données (à la date du 5 Novembre) d’Ikaros (X=Ascension Droite, Y= Déclinaison) pour essayer de tracer la forme de la trajectoire apparente et rechercher la boucle (merci Lambda0), si boucle il y a (Excel peut-il tracer ce graphique ?)
Sinon Bon Voyage et reviens-vite. Nous comptons beaucoup sur tes éclairages dans ce fil consacré à IKAROS :sage:

Un petit récap des derniers détails quotidiens:
10 / 30 IKAROS
Solar Distance: 0.79AU
Terre Distance: 30.739.471 km, RA =- 142,3 °, déclinaison =- 18,1 °
Venus Distance: 0.07AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.9rpm soleil, = 12.8deg

11 / 5 IKAROS
Solar Distance: 0.77AU
Terre Distance: 33.318.160 km, RA =- 146,5 °, déclinaison =- 15,3 °
Venus Distance: 0.06AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.7rpm soleil, = 16.4deg

11 / 6 IKAROS
Solar Distance: 0.77AU
Terre Distance: 33.912.159km, RA =- 147.2 °, déclinaison =- 14.9 °
Venus Distance: 0.06AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.0rpm soleil, = 16.6deg

11 / 7 IKAROS
Solar Distance: 0.76AU
Terre Distance: 34.504.100km, RA =- 147.8 °, déclinaison =- 14.4 °
Venus Distance: 0.06AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.0rpm soleil, = 17.2deg
:study:

D’après mes recoupements Ikaros va rétrograder après Venus donc après le 17 Novembre, mais je peux me tromper.
Chose promise, chose due, voici la trajectoire apparente d’Ikaros, par Excel, nuage de points, en degrés (je suis désolé pour la Vierge). Pour le moment, c’est une partie d’un Z et on verra pour la boucle!
D’ailleurs voici une Vierge du 17ème siècle:

:up8:

Bonjour ! :)
Voici les dernières données que je viens de récolter sur la toile à mon retour et les calculs permettant de situer Ikaros et Vénus dans le référentiel géo-héliocentrique :
Le 11/12 IKAROS à 175d
Solar Distance: 0.75AU
Terre Distance: 37.966.220 km, RA =- 150,2 °, déclinaison =- 12,6 °
Venus Distance: 0.05AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.4rpm soleil, = 18.1deg
Soleil : Ascension droite :15h12min1s
Vénus :13h41min53s
Pour convertir l’ascension droite en degré d’angle :
1h = 15° ; 1min=0,25° ; 1s=0,00417°
Soleil : AD =15X15 +12X0,25 +1X 0,00417=225+3+0,00417 #228 ou
228 -360 =-132°
Angle TSI =150-132 = 18°
Vénus :AD =:13X15+41X0,25+53X0,00417=195+10,25+0,22 # 205,5 ou -154,5
Angle TSV =154,5 – 132 = 22,5°
ProjecX distance Terre :37,97 cos18° =36,1 Gm ; 148,5 – 36,1 =112,4 Gm
D’où le graphe suivant des trajectoires géo-héliocentriques d’Ikaros et Vénus :

D'après ce graphe :
[/url

voici l’évaluation de la vitesse moyenne dans le référentiel géo-héliocentrique d’Ikaros entre les 168 et 175 jours :
V =8,7Gm/ 7d =1,2 Gm/d = 1,2/(24X3600) = 14km/s

En comparant au post :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/autres-f21/la-voile-solaire-ikaros-t10163-585.htm#220961
on s’aperçoit que la vitesse à cette époque est à rectifier d’un facteur 10 et était de 13 km/s
On peut alors estimer l’accélération moyenne sur 6,5d à 1000/ (6,5 X24 x3600) soit 1,8 mm/ s²

N’oublions toutefois que le référentiel géo-héliocentrique n’est pas galiléen et que cette valeur comprend la force d’inertie centrifuge de l’axe Soleil/Terre.

La période de révolution de Vénus est de 224,7d ; ce qui donne une vitesse moyenne angulaire héliocentrique de 2π/(224,7 X24X3600) = 3,24 . 10 ^-7rad/s.
La vitesse moyenne angulaire héliocentrique de l’axe Soleil/Terre est de 2π/(365,25 X24X3600) =1,99 . 10 ^-7rad/s.
On en déduit alors que la vitesse angulaire moyenne géo- héliocentrique de Vénus est de :
3,24 . 10 ^-7 - 1,99 . 10 ^-7= 1,25. 10 ^-7 rad/s et donc une vitesse linéaire géo- héliocentrique de :
1,25. 10 ^-7 X108,2 .10 ⁶ = 13,5 km/s
En conclusion la vitesse relative d’Ikaros par rapport à Vénus est déjà de 0,5 km/s et devrait encore augmenter - Ikaros se rapprochant de son périhélie.

Giwa a écrit:
En conclusion la vitesse relative d’Ikaros par rapport à Vénus est déjà de 0,5 km/s et devrait encore augmenter - Ikaros se rapprochant de son périhélie.

Bonsoir Giwa ;
Ce point mérite une explication. Pourquoi tu dis devrait augmenter et non diminuer. Agmenter en Absolu et diminuer en Relatif. Je m'explique: si l’objectif de la mission est Venus, il faudrait la survoler à la même vitesse, pour rester le maximum de temps en contact (donc à une vitesse relative nulle).
Mon raisonnement, tient-il la route :?:

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

Il faut revenir aux fondamentaux : les notions de positions, trajectoires (avec un s !), de vitesses et d’accélérations dépendent des référentiels que l’on choisit...et il n'y a rien d'absolu
Prenons un autre exemple que notre voilier solaire-celui d’un retour sur Terre d’un vaisseau spatial :
Lorsqu’on actionne ses rétrofusées pour le « freiner », ce dernier mot n’est valable que localement dans son référentiel propre car dans le référentiel géocentrique le vaisseau se rapproche alors de la Terre et paradoxalement sa vitesse géocentrique augmente - tant que le freinage atmosphérique beaucoup plus fort ne change la donne.
Pour Ikaros il en va de même dans le référentiel héliocentrique depuis qu’Ikaros se rapproche du Soleil et là encore paradoxalement le « freinage » de la voile solaire accentue cet effet.
Le même phénomène est apparu un peu plus tard dans le référentiel hybride géo-héliocentrique choisi par l’équipe japonaise (voir le PDF :
http://www.mediatec-dif.com/issfd/IntMiDII/Yamaguchi.pdf
TRAJECTORY ANALYSIS OF SOLAR SAIL SPACECRAFT CONSIDERING
THE LARGE UNCERTAINTY OF SOLAR RADIATION PRESSURE)

lorsque la vitesse angulaire héliocentrique d’Ikaros a dépassé la vitesse angulaire (toujours héliocentrique) de la Terre.

Pendant ce temps la vitesse angulaire héliocentrique de Vénus était évidemment plus grande que celle de la Terre et même que celle d’Ikaros. Mais depuis un mois environ ce n’est plus le cas pour Ikaros car sa vitesse angulaire héliocentrique a dépassé celle de Vénus. Donc actuellement Ikaros est parti pour dépasser Vénus.

Comme il en avait déjà été discuté dans ce sujet il ne serait quant-même pas impossible de satelliser Ikaros autour de Vénus …mais cela demanderait du temps et du chemin : il faudrait ajuster la trajectoire héliocentrique d’Ikaros sur une orbite légèrement plus éloignée du Soleil que Vénus pour permettre à cette dernière de revenir sur Ikaros.

PS HS : Même si c’est hors sujet et plutôt du domaine de l’Astronomie ce problème de référentiels et de leur choix amène à des incohérences apparentes de langage
On peut dire en même temps que la Lune tourne autour de la Terre si on opte pour le référentiel géocentrique ou qu’elle l’ accompagne en passant alternativement « au dessus » et en « dessous » dans le référentiel héliocentrique ( le rayon de courbure de sa trajectoire étant plus petit au dessus et plus grand en dessous)

Merci Giwa pour ces éléments de réponse, j’avoue que la question des différents référentiels n’est pas évidente (surtout en R, Téta).
Pour être complet sur la question de Tatiana:

Giwa a écrit:Pour mettre en orbite autour d’un astre de masse importante une sonde spatiale il faut une décélération importante à proximité pour modifier sa trajectoire en un cours laps de temps et permettre une satellisation que la propulsion solaire – et même la propulsion ionique actuelle ne permettent pas et pour ces engins, il n’y a que deux choix :
- soit affiner la trajectoire bien à l’avance pour une rentrée atmosphérique – si cette atmosphère existe ce que fit Hayabusa lors de son retour sur la Terre
- soit frôler l’astre pour modifier sa trajectoire en utilisant l’assistance gravitationnelle
Par contre si l’astre a une faible masse (cas d’un astéroïde) il pourrait devenir possible de s’y satelliser. Attention toutefois de ne pas donner l’exemple d’Hayabusa lors de sa rencontre avec Itokawa car alors des petits moteurs chimiques furent utilisés.
Non, l’intérêt d’Ikaros est de tester la résistance et la longévité de la voile solaire et il n’y a aucun intérêt à la faire plonger vers Vénus. Par contre il serait beaucoup plus intéressant d’utiliser Vénus comme fronde gravitationnelle pour modifier grandement sa trajectoire.

Pour rattraper Venus, je ne sais pas si Ikaros doit accélérer? Avec la vitesse actuelle il me semble qu’il peut le faire, voici un diagramme de la situation pour les 4 prochaines semaines d’après le schéma précédent de Giwa des trajectoires de Venus et d’Ikaros ( Les futures données peuvent confirmer ou infirmer :bounce1: ).

PS : Avant de l’oublier, Bonnes Fêtes pour les forumeurs de confession musulmane
:cadeauesa:

Effectivement sans accélérer Ikaros rejoindrait Vénus comme d'ailleurs sa consœur Akatsuki ...mais bon leurs libertés de choix ne sont pas complètes ...malgré leurs systèmes de propulsion ...et le champ de gravitation du Soleil est là pour les rappeler à l'ordre...en attendant celui de Vénus qui se profile à l'horizon.
Nous serons bientôt fixés et plutôt que de se lancer sur des calculs sur des données imprécises , attendons sagement .
Par contre j'espère que l'équipe d'Ikaros et d'Akatsuki s'en préoccupe un peu...mais bon cela m'étonnerait du contraire ;)

D'après ce lien http://www.nec.co.jp/ad/cosmos/akatsuki/orbit.html, Akatsuki devra maintenir son allure soit celle de 3 km par seconde ce jusqu'au 7 Décembre date à laquelle, Akastuki sera mis en orbite autour de Vénus.


Les dates afficher corresponde à quoi au juste ? (mise à pat celle du 7 Décembre ;) )

Doc a écrit:
Les dates afficher corresponde à quoi au juste ? (mise à pat celle du 7 Décembre ;) )

Bonjour les forumurs et les forumeuses et re-Bonnes Fêtes pour certains.
Merci pour le Schéma, belle trouvaille. Pour les dates c’est simple, n’étant pas Japonophone je pense que c’est les postions, tous les dix jours, depuis le lancement, jusqu'à l’arrivée à Venus.
Je complète le dessin:

Mes remarques/questions:
- La trajectoire Ikaros-Akatsuki est elle elliptique ou plutôt ovale?
- S’ils sont cote à cote Ikaros et Akatsuki, à quelle distance maximale entre eux, se trouvent-ils (quelques milliers ou millions de Km ?)
- Je n’ai toujours pas une idée sur l’impulsion qui a été donnée au départ pour les mettre sur cette trajectoire de transfert qui mène à venus (Hohmann ?)

Sinon les deux derniers détails quotidiens:
11/12 IKAROS
Solar Distance: 0.75AU
Terre Distance: 37.966.220 km, RA =- 150,2 °, déclinaison =- 12,6 °
Venus Distance: 0.05AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.4rpm soleil, = 18.1deg

11/13 IKAROS
Solar Distance: 0.75AU
Terre Distance: 38.755.867 km, RA =- 150,5 °, déclinaison =- 12,3 °
Venus Distance: 0.05AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.5rpm soleil, = 18.5deg

Pour compléter la JAXA a décidé d'émettre des manœuvre orbitale (OME) à 08:49:00 le 7 décembre (Japan Standard Time, toutes les dates et le temps sont en JST) pour injecter Akatsuki dans l'orbite de Vénus. Selon le calendrier actuel, l'OME sera terminée à 09:01:00 le même jour, et l'orbite de Vénus sera déterminée autour de 21 heures 00 également le même jour, après quelques manœuvres de contrôle d'attitude.

http://www.jaxa.jp/countdown/f17/index_e.html

Le japonais n’étant pas ma tasse de thé – expression toute faite qui n a rien à voir avec le thé japonais excellent sans compter la cérémonie du thé qui avec quelques Geishas doit être extra …je n’en dirai pas plus – mais en m’aidant d’une traduction automatique du site très intéressant donné par Doc -
http://www.nec.co.jp/ad/cosmos/akatsuki/orbit.html
Vénus tourne autour du soleil 周 Ru surface, la pente de trois degrés par rapport à la surface de la Terre où l'orbite de la Terre croise l'orbite de Vénus et de la surface n'a que deux points. Le calendrier des deux en Juin et Décembre, dans le temps pour arriver à Venus en Décembre 2010, "D'une certaine manière" a été lancé pour le calcul.
Maintenant, vers l'orbite de Vénus en Décembre, par seconde, à environ 3 km (environ 10,000 mph Lorsque km) plus proche de Vénus.
-
il me semble que cette vitesse de 3km /s est dans le référentiel centré sur Vénus et non celle dans le référentiel héliocentrique qui est de l’ordre de grandeur de la vitesse orbitale de Vénus de 35 km/s … donc plus de dix fois supérieur.
Pour continuer à chinoiser un peu …euh, plutôt à japoniser pour introduire un néologisme, n’oublions pas que les destins d’Ikaros et d’Akatsuki vont se séparer et que chacun doit retrouver son sujet propre … Bon, mais tout cela n’est pas bien grave car l’essentiel ce sont les informations et non leur adresse …sauf si elles sont dans des lieus trop insolites.
Intéressant donc aussi l’explication des dates de lancement et d’arrivée vers Vénus déterminées par les nœuds entre les orbites de Vénus et de la Terre.

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

tatiana13 a écrit:suite aux récentes rencontres Ciel&Espace, je me suis posée une question sur l'influences des neutrinos par rapport au mode de propulsion d'Ikaros? Auriez- vous quelques idées?

Absolument aucune influence mesurable.

En tout cas l'information donnée par Doc sur cette vitesse relative d'Akatsuki par rapport à Vénus pourrait être fort utile pour évaluer le delta V fourni par la voile solaire d'Ikaros lors de son périple entre la Terre et Vénus à condition de connaitre avec une bonne précision la vitesse relative d'Ikaros par rapport à Vénus lors de son passage à proximité de cette planète et de tenir compte des delta V fournis lors des corrections de trajectoire et de la satellisation d'Akatsuki.

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

tatiana13 a écrit:il semblerait d'après les simulations d'Akatsuki, qu'Ikaros arriverait 11 jours après vers Vénus soit vers le 18 décembre 2010


petite digression: demain "nanosailD" devrait être lancé

Si c’est le cas cela peut s’expliquer par le freinage continue de la voile solaire sur Ikaros au contraire du freinage au dernier moment pour sa satellisation d’Akatsuki par son OME ( orbital maneuvering engine ) (OME) . Attendons les prochains positionnements d’Ikaros pour voir comment tout cela se précise. Pouvez indiquer la source de vos informations s’il vous plait ?

Merci aussi pour cette information du lancement imminent de la nanosailD que l'on suivra aussi attentivement dans l'Espace circumterrestre .

Voilà les nouvelles coordonnées spatiales d’Ikaros - au 182 d - par rapport à la Terre, le Soleil et l’objectif actuel -Vénus, dont on remarque qu’Ikaros n’est plus qu’à 0,04 UA soit 6 millions de km ; par contre la distance à la Terre a nettement augmenté ce qui semble réduire le débit des communications et les espacer dans le temps - peut-être pour économiser l'énergie dont dispose Ikaros :

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/
Le 11/19 IKAROS
Solar Distance: 0.74AU
Terre Distance: 44.112.671 km, RA =- 151,8 °, déclinaison =- 10,9 °
Venus Distance: 0.04AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.9rpm soleil, = 19.7deg

tatiana13 a écrit:Firnas2 et Giwa vos débats et calculs sont passionnants

Merci Tatiana pour tes éloges.
Je trouve que tu poses des questions pertinentes et tu as le sens du détail, mais je suis géné dans mes réponses ne connaissant pas ton profil (cursus littéraire ou scientifique)

Giwa a écrit:
Pouvez indiquer la source de vos informations s’il vous plait ?

Comme tu ne donnes pas souvent tes sources, je me suis dit que tu as fait un cursus de journalisme et de communication.
Je me rappelle que j'ai créé un fil "présentation de Tatiana13" à partir d'une de tes réponses sur un autre fil

PS: Le compteur de ce Fil vient de boucler les 15000 visiteurs (je regarde si le sujet accroche ou pas)

Merci à vous Tous qui ont soutenu ce Fil depuis le débutet et Félicitations à Aldebarande qui a créé ce Fil :)