Lancement Soyouz-ST-B VS01 / GALILEO IOV-1 - 21 octobre 2011

Bonjour,

Je ne suis pas d'accord avec vous quant à l’absence d'intérêt d'un point de vue de la performance : pour une orbite à 45° par exemple (pour faire simple), cela veut dire que la composante équatoriale et la composante polaire de la vitesse (à atteindre) sont égales. Pour une vitesse d'orbite de 7km/s, cela fait 4.95km/s pour chacune d'entre elle (7/racine(2)).
En partant de l'équateur, on profite donc des 500m/s sur la composante équatoriale.
Plus on va dans les orbites polaires (inclinaison proche des 90°), plus la composante équatoriale diminue. A l'extrême, elle est égale à 500m/s pour une inclinaison de 85.9° (et dans ce cas, le lanceur n'aura qu'à apporter un deltaV sur la composante polaire). Au dessus de 85.9°, il faudra effectivement commencer à compenser dans l'autre sens.

Goulou

Goulou a écrit:Bonjour,

Je ne suis pas d'accord avec vous quant à l’absence d'intérêt d'un point de vue de la performance : pour une orbite à 45° par exemple (pour faire simple), cela veut dire que la composante équatoriale et la composante polaire de la vitesse (à atteindre) sont égales. Pour une vitesse d'orbite de 7km/s, cela fait 4.95km/s pour chacune d'entre elle (7/racine(2)).
En partant de l'équateur, on profite donc des 500m/s sur la composante équatoriale.
Plus on va dans les orbites polaires (inclinaison proche des 90°), plus la composante équatoriale diminue. A l'extrême, elle est égale à 500m/s pour une inclinaison de 85.9° (et dans ce cas, le lanceur n'aura qu'à apporter un deltaV sur la composante polaire). Au dessus de 85.9°, il faudra effectivement commencer à compenser dans l'autre sens.

Goulou

C'est bien là le problème : Peut-on réellement conserver ce gain de 500 m/s ? En effet la vitesse est une grandeur vectorielle, et comme on doit mettre rapidement le cap vers le Nord -Est (ou le Sud-Est), il est nécessaire d'annuler une partie de la composante équatoriale . Finalement ne conserve-t-on pas que la composante en parallèle (à l'équateur) au point le plus au nord de la trajectoire (ou au sud) ?

Giwa a écrit:

C'est bien là le problème : Peut-on réellement conserver ce gain de 500 m/s ? En effet la vitesse est une grandeur vectorielle, et comme on doit mettre rapidement le cap vers le Nord -Est (ou le Sud-Est), il est nécessaire d'annuler une partie de la composante équatoriale . Finalement ne conserve-t-on pas que la composante en parallèle (à l'équateur) au point le plus au nord de la trajectoire (ou au sud) ?

Je ne vois vraiment pas ce qui justifierait de ne pas "conserver ce gain de 500m/s"... Ca fait toujours ça de moins à imprimer à la composante équatoriale, et si l'on n'a besoin de 500m/s sur l'équatoriale, autant les prendre grâce à l'effet de fronde...
Après, effectivement, la composante polaire à imprimer est égale à 7*sin(inclinaison), donc pour une inclinaison de 85°, ça fera 6.97m/s (penser au triangle rectangle allongé). Dans ce cas, si l'on n'a pas d'effet de fronde, on doit imprimer 7m/s (hypothénuse), alors que si on l'a (petit coté), on doit imprimer 6.97m/s (le grand coté).
Le gain existe donc bel et bien, mais il est très faible.
Pour une orbite type d'observation à 98° (ou 82°, c'est "pareil"), on obtient 6.93, soit 1% de gain : c'est toujours bon à prendre!

Giwa a écrit:comme on doit mettre rapidement le cap vers le Nord -Est (ou le Sud-Est)

Après relecture, c'est ici que le raisonnement coince : on ne doit pas "mettre le cap vers le Nord" dans le sens on l'on ne veut pas passer à un point précis au Nord : on veut juste ajouter une composante polaire pour obtenir l'orbite à inclinaison voulue.

Goulou a écrit:

Giwa a écrit:comme on doit mettre rapidement le cap vers le Nord -Est (ou le Sud-Est)

Après relecture, c'est ici que le raisonnement coince : on ne doit pas "mettre le cap vers le Nord" dans le sens on l'on ne veut pas passer à un point précis au Nord : on veut juste ajouter une composante polaire pour obtenir l'orbite à inclinaison voulue.

Bien sûr qu'il ne s'agit pas de passer à un point précis par rapport au sol terrestre ...surtout que n'oublions pas nous ne devons plus raisonner dans ce référentiel terrestre , mais dans le référentiel géocentrique . Un cap signifie pour moi une orientation, c'est-à dire une direction plus un sens.
La vitesse est un grandeur vectorielle est la norme du vecteur somme est plus petite ou égale au plus (si les vecteurs sont colinéaires et de même sens) à la somme des normes de ses composantes . Voir l'exemple ci-dessous:


Enfin je suppose qu'avant de lancer Soyouz pour Galileo les calculs nécessaires ont été effectués et seuls les spécialistes pourraient nous donner les informations nécessaires.

Je vois pas comment vous faites pour ajouter ce gain de 500m/s sue ce genre d'orbite




Dans ce cas, VP et V sont confondus, Ve ne sert à rien.
Et comme je l'ai dit, le gain diminue avec l'angle, pour être nul à 90°.

ManouchKa a écrit:Je vois pas comment vous faites pour ajouter ce gain de 500m/s sue ce genre d'orbite

C'est bien ce que j'ai voulu montrer puisque la vitesse totale est inférieure à la vitesse que l'on imprimerait dans la direction des pôles plus ces 500m/s

Bien sûr que, dans ton exemple, V < Vp+Ve, mais aussi : V>Vp et V>Ve

Dans le cas extrême qui nous intéresse (85°), être à l'équateur permet de diminuer l'effort à faire sur Ve : le delta_V (dV) n'est plus que selon Vp, c'est à dire que dV=Vp=6.97km/s < V=7km/s, alors que si l'on était parti du pole Nord, on aurait dV'=V=7km/s : 0.03km/s d'économisé!

Comme je l'ai dit, mais en étant un peu plus explicite, cela fait donc 30m/s de gagnés, et pas les 500m/s, mais dans l'absolu, il fallait avoir ces 500m/s au départ pour gagner les 30m/s sur dV.

En partant de 60° de latitude Nord (car cos(60)=1/2), on aurait eu 250m/s au départ, d'où 15m/s de delta_V économisé (au premier ordre).

Dans tous les cas : plus on est à l'équateur, plus on y gagne (pour une inclinaison pas totalement polaire bien sûr)

ManouchKa a écrit:Je vois pas comment vous faites pour ajouter ce gain de 500m/s sue ce genre d'orbite

Dans ce cas, VP et V sont confondus, Ve ne sert à rien.

Ils ne sont pas confondus (cf ci dessous).

ManouchKa a écrit:Et comme je l'ai dit, le gain diminue avec l'angle, pour être nul à 90°.

nul à 90° certes, mais pour les exemples que tu proposes, si je lis bien l'image avec les noms des satellites :
Aqua : inclinaison = 98.14° (ou 81.86°, ça dépend de quel coté on regarde),
Metop : 98.7°, ou 81.3°

Il est en effet très rare d'avoir une inclinaison parfaitement égale à 90° (à cause de la dérive du J2...), donc dans tous ces cas, on gagne à partir de l'équateur, même très peu...

Goulou a écrit:Bien sûr que, dans ton exemple, V < Vp+Ve, mais aussi : V>Vp et V>Ve
Dans le cas extrême qui nous intéresse (85°), être à l'équateur permet
de diminuer l'effort à faire sur Ve : le delta_V (dV) n'est plus que
selon Vp, c'est à dire que dV=Vp=6.97km/s < V=7km/s, alors que si l'on
était parti du pole Nord, on aurait dV'=V=7km/s : 0.03km/s d'économisé!
Comme je l'ai dit, mais en étant un peu plus explicite, cela fait donc
30m/s de gagnés, et pas les 500m/s, mais dans l'absolu, il fallait avoir
ces 500m/s au départ pour gagner les 30m/s sur dV.
En partant de 60° de latitude Nord (car cos(60)=1/2), on aurait eu
250m/s au départ, d'où 15m/s de delta_V économisé (au premier ordre).
Dans tous les cas : plus on est à l'équateur, plus on y gagne (pour une inclinaison pas totalement polaire bien sûr)

Nos points de vue se rapprochent :) Il faut admettre qu'un gain de 15m/s , ce n'est pas terrible dans ce cas et que si il n'y avait que çà pour justifier l'installation de Soyouz à Sinnamary, le jeu n'en n'aurait pas voulu la chandelle comme on disait jusqu'à l'invention de l'ampoule électrique ...et que l'on continue à dire !
Heureusement qu'il y aura des GTO et plein d'autres raisons que j'éviterai de détailler ;)

Giwa a écrit:
Nos points de vue se rapprochent :) Il faut admettre qu'un gain de 15m/s ,ce n'est pas terrible dans ce cas et que si il n'y avait que çà pour justifier l'installation de Soyouz à Sinnamary, le jeu n'en n'aurait pas voulu la chandelle comme on disait jusqu'à l'invention de l'ampoule électrique ...et que l'on continue à dire !
Heureusement qu'il y aura des GTO et plein d'autres raisons que j'éviterai de détailler ;)

Oui, on va y arriver :-)
Je pense en effet que s'il n'y avait que ça, le cout de l'ensemble de lancement aurait du mal à être rentabilisé. Encore que je me souviens que lors de mes cours de lanceurs, le moindre delta_V gagné était bon à prendre! (sauf si l'on en arrive à des lanceurs à 5 étages, où il faut commencer à penser sérieusement à la fiabilité et à la complexité de l'ensemble...)

Ah bon, parceque les 500 ms que l'on gagne en partant vers l'Est depuis le CSG OK, mais sur une route inclinée à 54°, là je ne voyais plus. Goulou parle de 30ms contre 15 ms depuis 60° encore que Baïkonour soit à 46°, c'est ce que je disais on y gagne pas grand chose encore que comme Goulou le dit : c'est toujours ça de gagné ! Pour ma part je pense surtout à l'argument exquissé par Giwa il y a des intérêts qui ne sont pas seulement issus de la nummérique balistique. Il y a le "bizness".

Il n'y a pas que de la balistique "simple". Depuis Baïkonour il faut compter avec les zones de retombées des étages qui doivent être négociées pour chaque nouvelle inclinaison orbitale. Parfois, les négociations impliquent une manoeuvre de torsion en phase propulsée ("dog-leg"). Or tout ce qui s'écarte du traditionnel se paie.

Par ailleurs, la première raison pour laquelle on a étudié le lancement de Soyouz-Irène, puis de Soyouz/HO depuis Baïkonour en 1994 puis 1998 était principalement pour la mise sur orbite de satellites que l'on ne voulait pas amener en Russie ou au Kazakhstan.

C'est toujours vrai aujourd'hui. Je note que l'accès aux satellites Galileo a été tellement réglementé que les journalistes n'ont pas pu les voir, ni à Rome ni à Kourou. Le prochain vol emportera un satellite dual (Pleiades HR-1) et cinq satellites militaires...

Aspic a écrit:Il n'y a pas que de la balistique "simple". Depuis Baïkonour il faut compter avec les zones de retombées des étages qui doivent être négociées pour chaque nouvelle inclinaison orbitale. Parfois, les négociations impliquent une manoeuvre de torsion en phase propulsée ("dog-leg"). Or tout ce qui s'écarte du traditionnel se paie.

Par ailleurs, la première raison pour laquelle on a étudié le lancement de Soyouz-Irène, puis de Soyouz/HO depuis Baïkonour en 1994 puis 1998 était principalement pour la mise sur orbite de satellites que l'on ne voulait pas amener en Russie ou au Kazakhstan.

C'est toujours vrai aujourd'hui. Je note que l'accès aux satellites Galileo a été tellement réglementé que les journalistes n'ont pas pu les voir, ni à Rome ni à Kourou. Le prochain vol emportera un satellite dual (Pleiades HR-1) et cinq satellites militaires...

Dont acte Aspic.

Aspic a écrit:Il n'y a pas que de la balistique "simple". Depuis Baïkonour il faut compter avec les zones de retombées des étages qui doivent être négociées pour chaque nouvelle inclinaison orbitale. Parfois, les négociations impliquent une manoeuvre de torsion en phase propulsée ("dog-leg").

Oui, l'autre avantage du CSG est la grande souplesse dans l'azimut de tir, alors que seuls certains azimuts de tir sont autorisés pour Baïkonour.
Le manuel de l'utilisateur du Soyouz version Starsem/Baïkonour en indique 4 et précise que la capacité de déviation par rapport à l'inclinaison nominale est de + ou - 5°, avec le 3ème étage (ce qui ne doit pas être gratuit du point du vue de la performance en masse utile, cela dit). Au delà, le changement d'inclinaison doit être fait avec l'étage supérieur Fregat.

Les opérations de mise en configuration et de mise en dérive des satellites se sont terminées avec succès dans la nuit du 31/10 au 01/11. La responsabilité des activités de commande/contrôle a été transférée au centre de contrôle de routine le 2 novembre pour le premier satellite, le 3 au soir pour le second.

Les manœuvres de mise à poste pour un positionnement fin des satellites, garantissant leur positionnement final à 40 degrés d’écart l’un de l’autre sur un des trois plans d’orbite Galileo et leur altitude à 23 222 km à mieux que 5 mètres près, reprendront le 14 novembre sous responsabilité de l'équipe de mécanique spatiale CNES + ESOC, au CST. Cette phase durera jusqu'à début décembre au plus tard.

J'ai entendu parler de petits soucis pendant la phase initiale de mise à poste (mais sans plus de détails) : est-ce que quelqu'un a une idée là dessus?

Goulou.

Nos deux satellites ont atteint leur orbite finale :)
Source: site de l'ESA (via Twitter @esaoperations)

les deux premiers satellites Galileo ont atteint leur orbite d'exploitation définitive, ouvrant la voie à l'activation et les tests de leurs charges utiles de navigation. Marquant la fin officielle de leur lancement LEOP et Early Phase d'exploitation, le contrôle des satellites a été transféré hier par les Français du CNES centre de l'agence spatiale à Toulouse au centre de contrôle Galileo à Oberpfaffenhofen en Allemagne

Je reviens encore sur l'intérét de lancer des satellites autres que sur la piste équatoriale du CSG Sinnamary par le lanceur Soyouz, plutôt que Baîkonour ou autres. J'ai utilisé le petit simulateur qui se trouve à cette URL, facile à mettre en oeuvre (je ne sais pas s'il est satisfaisant).

http://www.silverbirdastronautics.com/LVperform.html

Pour un lancement vers l'ISS (inclinaison de 51° et 320/360 km) cela me donne : 6821 kg depuis le CSG et 6803 kg depuis Baïkonour.
Je pensais que Baïkonour l'emporterait pour ce type lancement ; "ben naôn"

Soit un gain de 0.26 % c'est pas ça qui va rentabiliser les 350 millions de coût des infrastructures

Cela dit je pense que ces lancements sont surtout un bon moyen de tester la soyouz au CSG sans risquer les satellites d'un client privé.

PS : Merci Astro-notes pour le lien du site il est top.

L'ESA a annoncé aujourd'hui que l'antenne Bande L avait été allumée samedi, et que le premier signal test de Galiléo a donc bien été transmis.
Un moment historique pour notre futur système de positionnement géographique européen !
http://www.esa.int/esaCP/SEMIC88XZVG_index_0.html