Capturer un astéroïde, comment ?

[thierry91 1]

alors avec juste deux corps sans frottement ni forces de marées
ca ne va jamais le faire, cf argument de renversement du sens du temps
valide pour la gravité ! les orbites à deux corps sont des ellipses,
paraboles ou hyperboles, jamais de spirales ou autres: pas de capture.

echappatoires:

1-plus de deux corps mais toujours pas de dissipation, le probleme a trois
corps a des solutions plus riches, exemple soleil-jupiter-sonde voyager/pioneer, les manoeuvres dites gravity assist, la sonde accelere
et jupiter ralentit (pas des masses ..) c'est reversible
si on a une planete + une lune dispo + un asteroide on doit pouvoir
faire quelquechose.

2-dissipation, plus de renversement du temps, ca peut arriver a cause
d'une atmosphere bien sur mais aussi a cause des forces de marée
l'énergie est disspée dans le pauvre asteroide. Exemple, à verifier, phobos
décrit une spirale autour de mars et s'y ecrasera un jour, pas à cause de l'atmosphere de Mars mais a cause des forces de marée.

Pour capturer un astéroide il faut au moins un des deux ingrédients ou les deux à la fois...

[adintc 22]

ChiCyg

Prends l'exemple des sondes envoyées récemment par l'ESA vers certaines comètes (dont je ne me rappelle plus le nom en ce moment). Elles font le tour du soleil repassent au dessus de la terre en prenant au passage de l'énergie gravitationnelle qui leur permet d'augmenter leur vitesse avant de repartir vers les comètes. La terre est ralentie sur son orbite (un peu) et la sonde accélérée.
On a utilisé cette même technique pour les sondes Voyager qui sont passées près de Jupiter et Saturne et par ricochet ont été envoyées avec une vitesse accrue vers Uranus et Neptune. Il y a donc bien un échange d'énergie gravitationnelle.
C'est ce phénomène qui a éloigné de plus en plus les orbites de Jupiter et Saturne à force de faire ricocher vers l'extérieur du système solaire les corps errants

En y réfléchissant, le plus plausible de capturer un astéroïde est de le poursuivre comme je l'ai dit dans mon post précédent. La planète est sur une orbite intérieure et freine l'astéroïde qui est sur une orbite extérieure sécante. Ce qui se serait produit pour un satellite de Neptune je crois.

[Ce message a été modifié par adintc (Édité le 25-03-2010).]

[Thierry Legault 5 797]

les sondes, c'est justement le contre-exemple : elles ne font que passer, elles ne sont pas satellisées. Pour ce faire, il faut justement un moteur-fusée. Et que la planète rattrape l'astéroide ou que ce soit l'inverse, je ne vois pas bien la différence.

Au fait, moi j'ai appris à l'école qu'il y avait l'énergie cinétique et l'énergie potentielle (entre autres) : l'énergie gravitationnelle c'est quoi ?

[adintc 22]

Ben Thierry,
C'est l'énergie d'un corps qui se déplace dans un champ gravitationnel,cad un travail donc une force multipliée par un distance.

Si la force de gravitation est f=GMm/r2

l'énergie est donc égale à f*r= GMm/r

Je suis d'accord avec toi, les sondes sont le contre exemple.
Dans mon exemple où la planète rattrape l'astéroïde, on voit que l'astéroïde est ralenti et peut être capturé par la planète.

[Ce message a été modifié par adintc (Édité le 25-03-2010).]

[PascalD 4 365]

quote:

---

la fragmentation ne peut pas le faire, à moins qu'elle soit suffisamment violente genre explosion pour produire une "réaction" ce qui parait peu probable

---

Faut voir. Si un gros bazar se fragmente, on se retrouve avec un probleme à n(fragments) +1 (Mars) corps en intéraction gravitationnelle, ça devient franchement non trivial de prédire ce qui va se passer ...

PS: D' ailleurs, un coup de Google montre que je suis pas le premier à avoir ce genre d' idée : http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0903/0903.3434.pdf

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 25-03-2010).]

[Thierry Legault 5 797]

Dans mon exemple où la planète rattrape l'astéroïde, on voit que l'astéroïde est ralenti et peut être capturé par la planète.

ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète. Et je ne vois toujours pas par quel miracle il va être capturé, comme je ne vois toujours pas comment ni pourquoi, en inversant le sens du temps, on passe d'une orbite circulaire ou elliptique (situation acutelle) à une fuite vers l'extérieur (au moment de la capture) !

[adintc 22]

Salut Thierry,

"ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète"

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète. Mais enfin, de toutes façons, mon exemple n'est pas bon, car l'astéroide, une fois capturé aurait une orbite prograde alors que les satellites qui ont étés capturés ont une orbite rétrograde (comme les satellites intérieurs de Saturne), vraisemblablement le résultat d'une collision

[adintc 22]

Salut Thierry,

"ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète"

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète. Mais enfin, de toutes façons, mon exemple n'est pas bon, car l'astéroide, une fois capturé aurait une orbite prograde alors que les satellites qui ont étés capturés ont une orbite rétrograde (comme les satellites intérieurs de Saturne), vraisemblablement le résultat d'une collision

[adintc 22]

Salut Thierry,

"ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète"

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète. Mais enfin, de toutes façons, mon exemple n'est pas bon, car l'astéroide, une fois capturé aurait une orbite prograde alors que les satellites qui ont étés capturés ont une orbite rétrograde (comme les satellites intérieurs de Saturne), vraisemblablement le résultat d'une collision

[ChiCyg 0]

quote:

---

En y réfléchissant, le plus plausible de capturer un astéroïde est de le poursuivre comme je l'ai dit dans mon post précédent. La planète est sur une orbite intérieure et freine l'astéroïde qui est sur une orbite extérieure sécante.

---

Oui, la planète "freine" le mouvement de l'astéroíde autour du soleil, mais l'accélère vers elle, ce qui fait que lorsque l'astéroíde passera au plus près de la planète il aura une vitesse trop grande pour être satellisé autour de cette planète.

PascalD, il faut au moins trois corps. Un gros astéroïde binaire passe à proximité de la planète et perd son petit satellite au passage. C'est possible bien que je pense que la plupart du temps ça se traduit par une séparation de l'astéroïde binaire sans satellisation autour de la planète.

Dans l'exemple donné dans ton papier, Phobos est, au départ, satellisé autour d'un corps de la masse de Cérès sur une orbite à 500 km. Il faut un passage du couple à seulement 2300 km de la surface de Mars pour obtenir une séparation.

Et ça ne marche pas à tous les coups. Dans quelques cas seulement (suivant la configuration du couple au moment du passage) Phobos est transféré sur une orbite très elliptique autour de Mars. Il faut ensuite circulariser l'orbite pour obtenir l'orbite actuelle.

Note qu'on voit bien que ça ne marche pas si le couple est trop proche (rorbit de l'ordre de quelques km) ce qui est le cas d'un astéroïde fragmenté mais au contact : il faudrait passer sous la surface de Mars

[adintc 22]

Salut Thierry,

"ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète"

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète. Mais enfin, de toutes façons, mon exemple n'est pas bon, car l'astéroide, une fois capturé aurait une orbite prograde alors que les satellites qui ont étés capturés ont une orbite rétrograde (comme les satellites intérieurs de Saturne), vraisemblablement le résultat d'une collision

[dg2 2 033]

Pour ceux que cela interesse, il y a diverses articles plus ou moins indigestes sur le sujet, comme celui-ci :
http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0310618

[dg2 2 033]

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 26-03-2010).]

[vaufrègesI3 15 069]

...(pour tenter de faire apparaitre le message de dg2)

[adintc 22]

Salut Thierry,

"ben non. Il est ralenti par rapport au Soleil peut-être, mais il est accéléré par rapport à la planète"

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète. Mais enfin, de toutes façons, mon exemple n'est pas bon, car l'astéroide, une fois capturé aurait une orbite prograde alors que les satellites qui ont étés capturés ont une orbite rétrograde (comme les satellites intérieurs de Saturne), vraisemblablement le résultat d'une collision

[ChiCyg 0]

Dans l'article cité par dg2, les auteurs étudient le cas d'une planète et d'un satellite (par exemple Jupiter et un de ses satellites) qui capturent (ou expulsent) des astéroïdes.

Dans le cas de Mars il n'y pas de satellite. Donc il faut supposer par exemple que le troisième corps était un astéroïde binaire qui a perdu son (petit) satellite en passant très près de Mars ou alors que Phobos et Deimos sont les résidus d'une collision entre Mars et un gros astéroïde un peu comme la lune pour la terre.

[Thierry Legault 5 797]

Je penserais plutôt le contraire, vu l'attraction de la planète

mets-toi dans la situation où Mars rattrape un astéroide. Avec, par exemple, un delta V de 3 km/s : Mars va 3 km/s plus vite que l'astéroide. En se rapprochant, Mars va attirer l'astéroide qui va donc se ralentir par rapport au Soleil. Mais du coup le delta V va augmenter, pour passer à 4 km/s, puis 5 km/s et ainsi de suite. Si on ne considère que Mars et l'astéroide, celui-ci va finir par s'écraser sur Mars ou par être éjecté : je ne vois toujours pas comment il peut se satelliser. Cela dit, le Soleil entre aussi en jeu, donc à certains moments on a un problème à 3 corps et il serait intéressant (par calcul ou par simulation) de voir si certaines données initiales de vitesse/trajectoire ne peuvent pas conduire à une satellisation.

[adintc 22]

Salut Thierry,

Oui, maintenant je suis d'accord avec toi, mais entre tes deux solutions "s'écraser" ou "être éjecté", il y a aussi la solution intermédiaire "la satellisation".
Je crois aussi qu'il faut faire de applications numériques pour avoir une bonne idée de ce qui se passe.(ou de la simulation)
Je viens de déterrer mes cours de Mécanique Céleste (vieux de 40 ans). Comme il pleut, je vais m'y replonger. (je ne sais pas pas si je vais tout comprendre mais je vais essayer...)
J'ai aussi qq programmes en Basic mais j'ai plus l'Interpreter.

[Alain 31 6 508]

Dans le cas d'un projectile tiré de la Terre, il existe une gamme de vitesses qui font que le projectile va se satelliser autour de la Terre.

N'est-ce pas la même chose dans l'espace à un facteur près qui correspond au freinage de l'atmosphère dans les basses couches de la Terre?

Si un astéroïde s'approche d'une planète avec une vitesse, par rapport à la planète, qui correspond à la fourchette de vitesses de satellisation avoir une trajectoire analogue, pourquoi ne se comporterait-il pas comme le projectile précédent?

[adintc 22]

Tout à fait Alain, c'est bien le principe.
Salut à toi.

[PascalD 4 365]

Le truc, c' est qu' avec seulement 2 corps, le projectile ne peut pas s' approcher à une telle vitesse (si il est sur une trajectoire purement balistique). C'est une question de conservation de l' énergie : S'il n' est pas en orbite avant de s' approcher, il n' y sera pas non plus après.
Pour qu'il se satellise il faut qu'il perde de l' énergie, en la cédant à un 3eme corps sous forme gravitationnelle ou de collision, à l' atmosphère de la planète, etc.

[a s p 0 6 845]

et si l'astéroïde se fragmente en passant près de la planète?

[Alain 31 6 508]

Je ne comprends pas pourquoi l'astéroïde ne cèderait pas l'énergie à la planète qu'il satellise.

[adintc 22]

Tu as raison Alain,

Pourquoi, en poussant à l'extrême, ce ne serait pas la même chose qu'un trou noir? La matière proche tombe en spiralant dans le trou noir. Il doit bien avoir une zone où elle est satellisée?

[Ce message a été modifié par adintc (Édité le 27-03-2010).]

[Thierry Legault 5 797]

Dans le cas d'un projectile tiré de la Terre, il existe une gamme de vitesses qui font que le projectile va se satelliser autour de la Terre.

mais une fusée a une propulsion ! Y compris une phase de propulsion en dehors de l'atmosphère (par exemple la navette spatiale a la majeure partie de la phase de propulsion, avec le réservoir d'hydrogène/oxygène, en dehors de l'atmosphère, pour donner la bonne trajectoire). Si on tire un projectile genre boulet de canon, c'est à dire sans propulsion, il est impossible qu'il se satellise, quels que soient les paramètres : soit il est éjecté (vitesse > vitesse de libération), soit il retombe quelque part sur Terre (vitesse trop basse, donc sur une orbite...qui repasse par le point de départ, donc en collision avec le sol).

Ce que vous n'arrivez pas à comprendre, c'est ce que disent PascalD et ChiCyg et que je répète sans arrêt : avec un système à 2 corps (planète + objet à satelliser), si l'objet est sur orbite à partir d'un moment donné, c'est qu'il y était déjà avant ! Il suffit d'inverser le sens du temps pour comprendre qu'un truc sur orbite ne peut pas se désorbiter brusquement (sauf dans Cosmos 1999 ), donc dans l'autre sens qu'un corps en approche ne peut pas se satelliser subitement, ou alors c'est qu'il y a eu freinage (rétrofusée, atmosphère), collision/fragmentation ou action d'un 3ème corps.

[Ce message a été modifié par Thierry Legault (Édité le 27-03-2010).]