astronautique n.

astronautique n. f. et adj. 1. Ensemble des sciences et des techniques relatives à l'envoi dans l'espace extraterrestre de véhicules habités ou non, et à leur exploitation. 2. adj. Industrie astronautique. V. Encycl. Encycl. ASTRON. Seule la réaction anaérobie (sans apport extérieur d'air) rend possible la propulsion dans l'espace. Les moteurs à combustion chimique sont à la base de toutes les réalisations actuelles. Les réactions doivent fournir la température la plus élevée possible pendant le temps le plus long possible. On les range en fonction de leur impulsion* spécifique (temps pendant lequel 1 kg de propergol délivre une poussée de 1 kg). Selon l'emploi, on choisit les propergols solides, peu souples et à faible impulsion spécifique (jusqu'à 250 s), mais simples, sûrs et économiques, ou les propergols liquides, plus énergétiques (jusqu'à 400 s), facilement réglables et réallumables, mais que pénalise le poids des instruments auxiliaires (réservoirs épais, pompes, vannes), surtout lorsqu'il s'agit de gaz liquéfiés à très basse température. De longues études (métaux réfractaires, refroidissement des tuyères, matériaux «ablatifs», etc.) ont été nécessaires pour réaliser des éléments résistant aux températures d'éjection (souvent plus de 4 000 0C).L'astronautique n'est possible que grâce aux fusées à étages ou gigognes (une idée de Tsiolkovski) qui permettent, en larguant les moteurs à mesure qu'ils ne servent plus, de réduire progressivement la masse à accélérer. D'autres types de propulsion à réaction, susceptibles d'être utilisés dans un futur lointain, lors de voyages interstellaires de plusieurs années, ou même de décennies, sont à l'étude: il s'agit en particulier des moteurs nucléaires (utilisant la chaleur d'une réaction atomique pour porter un gaz à haute température) et des moteurs ioniques (éjectant des particules à très haute vitesse), qui pourraient fournir des impulsions spécifiques de l'ordre de 5 000 à 60 000 s. Un des points les plus importants de la future astronautique sera le freinage; en effet, il est nécessaire de disposer pour celui-ci d'une énergie égale à celle de l'accélération. Si, pour les vitesses atteintes lors des premiers voyages lunaires, on a pu utiliser l'astuce du frein atmosphérique en raison de la vitesse relativement modérée des corps rejoignant la Terre, il faudrait prévoir, pour les grandes expéditions, où des vitesses de l'ordre de celle de la lumière pourraient être atteintes, des périodes de freinage de plusieurs années nécessitant des réserves considérables de carburant. On envisage cependant, dans la propulsion ionique, d'utiliser l'énergie thermique inépuisable rayonnée par les étoiles. Balistique.Lorsque l'on imprime à des corps pesants des vitesses ascendantes variables, ils peuvent avoir trois comportements différents: jusqu'à une vitesse V1, dite première vitesse cosmique, qui, selon les conditions de lancement, varie entre 7,4 et 7,9 km/s, les corps suivent des trajectoires balistiques et reviennent sur terre; de la vitesse V1 à une vitesse V2, dite vitesse parabolique ou de libération, voisine de 11 km/s, les corps se placent sur des orbites terrestres. Pour un même apogée la vitesse de satellisation doit être d'autant plus élevée que l'orbite est plus elliptique. Par ailleurs, plus le rayon de l'orbite croît, plus l'énergie de satellisation requise doit être importante. Les orbites basses sont limitées par la densité de l'atmosphère (effets de freinage et d'échauffement). L'apogée minimal ne peut donc être maintenu longtemps au-dessous de 400 km. Il n'y a par contre pas de limite supérieure théorique au rayon de l'orbite, si ce n'est le risque de capture par le champ gravitationnel d'un autre astre. (Il est à noter que la vitesse angulaire d'un satellite décroît dans le sens inverse de l'altitude.) Au-delà de la vitesse V2, les corps échappent à l'attraction terrestre et suivent des segments d'hyperboles.