Voilà, c'est une fiche que je doit rendre ce vendredi soir à minuit (sur Internet), donc tous les commentaires sont les bienvenus (j'ai peur de pas voir les fautes etc. dont plus y en a qui lisent plus c'est sûr ^^)
Si un passage vous semble incompréhensible dites-le aussi
Merci ^^ ca peut vachement m'aider..
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Stabilisation gravitationnelle
IntroductionCertains satellites en orbite autour de la Terre sont contraints la plupart du temps de posséder une orientation précise par rapport à la planète. C'est une condition nécessaire pour obtenir des résultats satisfaisants. Mais l'emploi de micro-fusées par exemple, pour assurer cette stabilité de la position "correcte", est relativement difficile et couteux. Peut-on se passer de ce type de procédés et obtenir "naturellement" l'orientation précise du satellite ?
Travail de l'année et démarche scientifiqueJ'ai pris connaissance au début de l'année d'un phénomène physique apportant une solution à ce problême ; en effet, grâce aux différentes forces de marée s'exerçant sur le satellite en orbite, il s'opère une
stabilisation gravitationnelle autour d'une certaine position par rapport au rayon vecteur.
J'ai tout d'abord recherché quels ouvrages pourraient m'éclairer en profondeur sur le sujet. Une étude s'est imposée : écrite par le Pr. V. Beletsky et nommée
Essais sur les mouvements des corps cosmiques, elle développait le concept découvert peu de temps auparavant et appliqué à la série des Spoutnik. J'ai donc étudié l'ouvrage afin de comprendre le phénomène et les étapes de l'étude théorique d'un satellite qui y serait soumis.
J'ai modélisé mathématiquement le satellite et mis le problême en équation. Le parallèle, dans un cas limite purement théorique, avec le problême connu du pendule simple, donnait l'idée de chercher un certain type de solutions au cas général. Je me suis alors interessé principalement au comportement du satellite pour des paramètres qui laissaient envisager une résonance mathématique. J'ai redémontré que cet obstacle était surmonté, et que l'on obtenait même mieux que prévu, à savoir un accrochage des fréquences entre l'oscillation du satellite autour du rayon vecteur (sujet de l'étude) et le mouvement orbital du satellite.
Pour réaliser cette étude, il m'a fallu cerner et exploiter un théorême mathématique très utile et aux nombreuses applications en physique : le
théorême de moyennisation.
Enfin, j'ai représenté, à l'aide du logiciel Mapple et pour des conditions initiales fixées, les lignes de niveau de l'Hamiltonien du systême moyenné, qui mettent en évidence l'accrochage et la pseudo-stabilité du satellite autour d'une position fixe - dans le cas du systême moyenné. J'ai embrayé sur une étude numérique approchée des solutions de l'équation du systême réel, ainsi que de l'équation du systême moyenné, afin de vérifier en pratique que les deux solutions étaient suffisamment proches sur une durée assez longue.
ConclusionAu final, on retrouve bien le phénomène énoncé par V. Beletsky.
Au-delà de l'intérêt que j'ai porté intrinsèquement au sujet, il était surtout très interessant selon moi de parvenir à un accord des points de vue théorique et numérique sur la question, ce qui fut réalisé malgré des aspects complexes et difficiles à maîtriser dans la démarche mathématique du problême.
PlanLe plan de l'exposé est le suivant :
1)
Mise en place du problême- Contexte et objectifs
- Modélisation du satellite
- Mise en équation du problême
2)
Etude et résolution théorique- Résolution d'un cas simple
- Extrapolation au cas général
- Utilisation de la méthode de moyennisation
- Conclusion quant à l'existence du phénomène
3)
Approche numérique- Etude du systême moyenné (portrait de phase des solutions)
- Comparaison des systêmes moyenné et réel
- Conclusion quant à l'existence du phénomène
4)
Conclusion générale- Recoupement des études théorique et numérique
- Remarques générales
Bibliographie-
Essais sur les mouvements des corps cosmiques, Dr. Vladimir V. Beletski, Editions Mir, 1972 (1986 pour la traduction française)
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