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Orbite de transfert de Hohmann

1925-01-01
  • Walter Hohmann
Engin spatial effectuant une manœuvre de transfert de Hohmann en astrodynamique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Un transfert de Hohmann est une manœuvre orbitale qui permet de déplacer un vaisseau spatial entre deux orbites circulaires coplanaires grâce à deux impulsions moteur. C'est généralement la manœuvre à deux allumages la plus économe en carburant. L'orbite de transfert est une ellipse tangente aux orbites initiale et finale à son apoapside et à son périapside ; une impulsion moteur est nécessaire pour entrer dans l'ellipse et une autre pour la circulariser.

La manœuvre de transfert de Hohmann, décrite par Walter Hohmann dans son ouvrage de 1925 intitulé « The Attainability of Heavenly Bodies », constitue la base de transferts orbitaux efficaces. Le processus débute avec le vaisseau spatial sur une orbite circulaire stable. La première impulsion, une poussée prograde (dans le sens du mouvement), est appliquée instantanément. Elle ajoute de l'énergie à l'orbite, la transformant d'un cercle en une ellipse. Le point d'application de cette impulsion devient le périapse (point le plus bas) de cette nouvelle ellipse de transfert, et son apoapse (point le plus haut) est conçu pour être tangent à l'orbite circulaire finale souhaitée.

Le vaisseau spatial poursuit ensuite sa course le long de cette trajectoire elliptique, généralement pendant une demi-période orbitale. Une fois l'apoapse de l'ellipse de transfert atteinte, une seconde impulsion est exécutée. Cette seconde impulsion apporte davantage d'énergie, élevant le périapse de l'orbite pour qu'il corresponde à l'apoapse, circularisant ainsi l'orbite à cette nouvelle altitude plus élevée. Bien que le transfert de Hohmann soit le plus delta-v Bien qu'efficace dans de nombreux cas, cette méthode est également chronophage. Pour les transferts où le rapport des rayons orbitaux final et initial est très élevé (supérieur à environ 11,94), un transfert bi-elliptique peut s'avérer plus économe en carburant, même s'il est encore plus long.

UNESCO Nomenclature: 3301
- Ingénierie aérospatiale

Taper

Système abstrait

Perturbation

Incrémentale

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Les lois de Johannes Kepler sur le mouvement planétaire
  • la loi d'Isaac Newton gravitation universelle
  • la solution du problème à deux corps en mécanique céleste

Applications

  • transfert de satellites depuis orbite terrestre basse (leo) vers l'orbite géostationnaire (geo)
  • envoyer des sondes de l'orbite terrestre vers l'orbite de Mars
  • planification des manœuvres de rendez-vous pour les stations spatiales
  • Conception de trajectoires standard pour les missions interplanétaires

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • automated systems for executing multi-stage hohmann transfers for constellations de satellites
  • équivalents à faible poussée des transferts de Hohmann utilisant des trajectoires spirales pour la propulsion électrique
  • logiciel de calcul des fenêtres de lancement optimales basé sur les alignements de transfert de Hohmann
  • ‘hohmann-cycler’ concepts for regular transport between earth and mars
  • Transferts de Hohmann modifiés incluant une manœuvre de changement de plan en milieu de parcours
  • Outils pédagogiques visualisant les changements d'énergie lors d'un transfert de Hohmann
  • véhicules de maintenance en orbite utilisant des transferts de Hohmann pour se déplacer entre les satellites clients
  • algorithmes pour trouver des transferts de type Hohmann dans des systèmes complexes à plusieurs corps comme le système de Jupiter
  • kits de mission standardisés pour cubesats préprogrammés pour les transferts de Hohmann de l'orbite terrestre basse vers l'orbite lunaire
  • Instruments financiers de couverture contre la volatilité des prix du carburant sur les routes standard de Hohmann
En lien avec : transfert de Hohmann, manœuvre orbitale, astrodynamique, delta-v, efficacité énergétique, orbite elliptique, apoapside, périapside, mécanique orbitale, Walter Hohmann.

Contexte historique

Orbite de transfert de Hohmann

1920
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1922
1925-01-01
1930
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1924
1927
1930
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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