Delta V dépend-il de la masse du lanceur et de la masse de la charge utile?
J'ai lu dans de nombreuses références que Delta V est fixe ou constant par exemple (Delta V à LEO = 10km / s). Ils n'ont pas mentionné la masse de la charge utile ou la masse du propulseur, et ils n'ont pas non plus mentionné que son approximation en résulte. D'après ma lecture, je suppose que Delta ne dépend pas également de la distance de la mission. Quelqu'un a-t-il une réponse claire pour moi? !!
Réponses
Une autre façon de dire delta V à LEO = 10 km / s est la suivante:
- Pour être en orbite, une chose doit se déplacer horizontalement à une vitesse d'au moins 7,8 km / s
- Pour se mettre en orbite, la fusée livrant la chose devra atteindre cette vitesse et sortir de l'atmosphère
- Pendant ce temps, la traînée de la gravité et la résistance de l'air l'obligent à exercer autant de force que s'il accélérait jusqu'à 10 km / s, et non 7,8 km / s.
Quel que soit le type de fusée que vous utilisez, quelle que soit la charge utile, vous devez calculer si la poussée du moteur sera assez forte, assez longue, pour amener la charge utile à cette vitesse finale et en position pour rester en orbite.
Pour ce faire, vous utilisez l' équation de la fusée Tsiolkovsky .
Il est préférable de penser à la distance de la mission en pensant à la gravité que vous devez surmonter pour arriver là où vous voulez aller. Une fois que vous êtes dans l'espace, il n'y a aucun frottement d'aucune sorte * pour vous ralentir, vous continuerez donc à la vitesse que vous aviez lorsque vous êtes arrivé dans l'espace, et votre cap ne sera affecté que par la gravité.
Mais prenons l'exemple de LEO. Une fois qu'une chose est en orbite, elle n'est généralement toujours pas sur l'orbite qu'elle veut. Ainsi, son moteur doit à nouveau tirer pendant un certain temps pour le déplacer sur l'orbite droite. Il faudra peut-être le faire deux fois. Et ce qu'il doit vraiment faire, c'est changer sa vitesse de la bonne quantité, au bon moment, pour se retrouver sur la bonne orbite. Pour calculer ce qu'il faut faire, c'est la première chose que vous devez savoir, et à partir de là, vous déterminez la quantité de carburant dont le moteur utilisé a besoin pour le faire.
* D'accord, en fait, dans LEO, il y a encore un tout petit peu d'air, et avec le temps, cela ralentit les choses. Ainsi, par exemple, l'ISS a besoin d'être boostée occasionnellement pour la maintenir à la bonne altitude.
Le delta V théorique simple pour atteindre une orbite particulière est constant, mais en pratique (ou sur une analyse plus détaillée) Delta V n'est pas constant pour un certain nombre de raisons.
Pour les lancements depuis la surface d'une lune ou d'une planète, le delta V sera supérieur à la valeur théorique car:
Une fusée ne pourra pas atteindre l'orbite instantanément, elle devra accélérer pendant quelques minutes et pendant ce temps, elle perdra de l'énergie au profit de la gravité augmentant le delta V.
Si une atmosphère est présente comme sur Terre, cela fournira également une résistance ralentissant la fusée et augmentant le delta V requis en fonction de l'aérodynamique de la fusée.
Si le lancement provient d'un corps rotatif, le delta V dépendra également du site de lancement et de la direction du lancement. Les sites de lancement équatoriaux nécessiteront moins de delta V en cas de lancement dans le sens de rotation (prograde) et beaucoup plus en cas de lancement dans le sens opposé (rétrograde). Les sites de lancement polaires nécessiteront un delta V. intermédiaire.
Les calculs Delta V pour passer d'une planète ou d'une orbite lunaire à une autre souffrent également de complications:
Cela dépend de l'alignement planétaire au moment du départ. Certaines dates de départ nécessitent plus de delta V que d'autres et cela peut également varier d'une année à l'autre. Ceci est encore plus compliqué si la planète ou la lune n'est pas elle-même en orbite dans le même plan que la fusée.