2)Une prouesse technique

         A- Introduction

 

          En plus d’avoir été un véritable défi politique, la réussite de Spoutnik a été une véritable prouesse de technologie et de physique. Afin de mieux s’en rendre compte, nous avons, avec l’aide du logiciel SOLSTICE (mis à disposition par www.educnet.education.fr), restitué les principaux paramètres qui ont dû être pris en compte avant toute tentative de mise en orbite de satellite artificiel, et donc, de surmonter la force gravitationnelle terrestre : une vitesse minimale, une orientation particulière,...

 

            B- Des paramètres géographiques et physiques


        En raison de la rotation de la Terre autour de son axe ,la fusée R7 qui a servi à la mise en orbite de Spoutnik, comme tout autre satellite ensuite, a été lancée à partir d’une zone la plus proche possible de l’équateur (ici, à Tyura Tam dans les steppes de Kazakstan).

       

        A terre, la fusée est en général disposée verticalement sur un pas de tir et ce, pour contrecarrer le plus efficacement le poids à laquelle elle est soumise : Cette force d' attraction étant dirigée vers le centre de la Terre, il faut l'annuler pour faire décoller la fusée. 
        Pour commencer, il faut savoir qu'une fusée est obligatoirement composée de plusieurs "étages" (chaque étage étant doté d'un ou plusieurs moteurs) et est largué lorsque le carburant est épuisé. En effet, il est impossible de satelliser une "charge utile" (ici Spoutnik) avec une fusée de seulement un étage.

        On a donc un premier étage avec une ou plusieurs "tuyères" qui vont éjecter des gaz à grande vitesse. Ces gaz éjectés(essentiellement de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone) proviennent de la combustion d'un "ergol" (qui fournit de l'énergie) : du propergol liquide(Substance énergétique renfermant un oxydant et un réducteur dont la combustion assure la propulsion de fusées et de missiles ici, de la fusée R7. Voici un schéma simplifié d'un moteur-fusée :

 

         Ces gaz sont éjectés à grande vitesse et produisent une force qui contrecarre la force de la pesanteur et provoque le décollage de la fusée. Cette poussée doit être entretenue et rester supérieure à la pesanteur pour que la fusée prenne de la vitesse, car il arrivera un moment où les réservoirs seront vides et où la fusée devra pouvoir continuer sur sa propre lancée avec la vitesse acquise.   F = (Dm * Ve)

 

Avec:

F: la poussée (en Newton);

Dm: le débit massique de gaz éjecté(kg.s-1);

Ve: la vitesse d'éjection des gaz(m.s-1);

 

  -LES VITESSES COSMIQUES :

           Il faut savoir que pour qu'une fusée quitte le sol et place un satellite en orbite autour de la Terre, il lui faut une vitesse minimale appelée "première vitesse cosmique" et qui est égale à 7,9 km/s( environ mach 25, soit 25 fois la vitesse du son). 

           Si la vitesse d'une sonde est inférieure à cette vitesse, l'engin suivra une trajectoire ballistique en décrivant une  courbe mais finira  par retomber . Par contre, si elle est dépassée, la satellisation autour de la Terre est effectuée et la sonde ne cessera de tourner autour de la Terre en suivant une orbite circulaire, en perdant, toutefois un peu d'altitude avec le temps.

 

           Les "vitesses cosmiques" suivantes sont :

            -La "deuxième vitesse cosmique" (11,2 km/s), permettant de s'évader définitivement de l'influence gravitationnelle de la Terre. Cette vitesse est également connue sous le nom de "vitesse de libération";

            -Et, enfin, la "troisième vitesse cosmique". A ce moment là, la fusée aurait assez  d'énergie pour sortir complètement du système solaire .

 

 

 

 

         Cependant, la vitesse n'est pas le seul paramètre principal, en effet, la fusée, dès le décollage, doit être guidée et maintenue sur la bonne trajectoire. Et cela, en orientant l' axe des tuyères(l' axe du jet) de manière extrèmement précise. En effet, le but est aboutir à une trajectoire circulaire (du moins, courbe), afin de pouvoir mettre Spoutnik dans la bonne trajectoire, et à la vitesse à laquelle la fusée se moeut, la moindre mauvaise déviation peut lui être fatale.

 

Commentaires (2)

1. cfdrsthrg 23/01/2013

npn

2. Joseph Guisson (site web) 10/07/2011

je voulais fabriquer une, pouvez-vous m'aider?

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