II. Etude du lancement d'un satellite artificiel
1. Les fusées
Pour mettre les satellites en orbite on commence par les envoyer dans l'espace à l'aide de lanceurs : les fusées. Une fusée est un véhicule composé de un ou plusieurs étages qui se déplace dans l'espace grâce à la combustion d'ergol liquide pour le décollage et de propergol solide lorsqu'elle est dans l'espace. Elle est composée principalement de réservoirs qui contiennent le carburant et le comburant, de moteurs à chaque étage, d'une case à équipements qui comprend les boitiers de commande des systèmes qui permettent à la fusée de fonctionner, d'une charge utile comme un satellites, une sonde ou différents instruments, et d'une tour de sauvetage lors des vols habités.
Il existe beaucoup de plans de fusées différents, nous avons ciblé notre étude sur le cas d'Ariane 5, qui est lanceur européen majoritaire.
Pour détailler le plan de vol d'une fusée nous devons d'abord expliquer pourquoi une fusée comporte plusieurs étages :
Une fusée est composée à 90% de carburant, en effet il faut énormément de puissance pour faire décoller une masse si lourde et donc énormément de carburant. Une grande partie de ce carburant est consommée dans les premières minutes du vol, les réservoirs deviennent donc une masse inutile et sont largués. Si la fusée n’avait qu’un seul étage elle devrait les garder jusque son retour sur terre, ce qui obligerait à embarquer encore plus de carburant pour faire voler cette énorme masse inutile. La fusée comporte donc deux étages ou plus et les largue après quelques minutes de vol lorsque les réservoirs sont vides.
Plan de vol
Le plan de vol de la fusée Ariane 5 se déroule comme suit :
- Les moteurs principaux et secondaires sont allumés, ils envoient la fusée en dehors de l’atmosphère terrestre, cette phase dure environ deux minutes.
- Les réservoirs principaux se détachent ensuite du corps principal et retombent au sol.
- Le moteur secondaire continue sa poussée pendant environ 6 minutes puis est expulsé, laissant place au 2e étage.
- La propulsion continue pendant une quinzaine de minute puis s’éteint.
- La charge utile continu son vol et déploie les satellites.
- La fusée retombe sur Terre et est éventuellement récupérée.
Différents lanceurs
Il existe différents types de lanceurs comme l’Ariane, Européenne, la Delta et l’Atlas, Américaine, les Proton et Soyouz, Russes, la Longue marche, Chinoise, et la Zénit, Ukrainienne, ces fusées ont des taux de réussite et une demande de lancements différents. Voici un récapitulatif du nombre de lancement par année de 2006 à 2009 avec les types de lanceur et les coûts :
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Récapitulatif du nombre de lancement de satellites par année de 2006 à 2009 avec différents types de lanceur et les couts |
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Année |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
Coût de lancement (en millions de dollars) |
|
Lanceur |
tirs |
satellites |
tirs |
satellites |
tirs |
satellites |
tirs |
satellites |
|
|
Ariane 5 |
5 |
10 |
6 |
12 |
6 |
11 |
7 |
12 |
220 |
|
Atlas |
2 |
2 |
3 |
5 |
2 |
2 |
5 |
6 |
125 |
|
Delta |
9 |
11 |
9 |
9 |
5 |
5 |
11 |
12 |
117,5 (moyenne) |
|
Longue Marche |
3 |
3 |
6 |
6 |
4 |
4 |
2 |
2 |
60 |
|
Proton |
6 |
6 |
7 |
7 |
10 |
10 |
8 |
10 |
100 |
|
Zenit |
5 |
5 |
1 |
1 |
6 |
6 |
4 |
4 |
60 |
