Orbite Halo - Halo orbit

Orbite de halo
Vue polaire
Vue équatoriale
Animation de la trajectoire de SOHO
   Terre  ·    SOHO
Les orbites de halo orbitent autour des points de Lagrange L 1 , L 2 ou L 3 (orbites non représentées sur le schéma).

Une orbite de halo est une orbite tridimensionnelle périodique près de l'un des points de Lagrange L 1 , L 2 ou L 3 dans le problème à trois corps de la mécanique orbitale . Bien qu'un point de Lagrange ne soit qu'un point dans l'espace vide, sa particularité est qu'il peut être mis en orbite par une orbite de Lissajous ou une orbite de halo. Ceux-ci peuvent être considérés comme résultant d'une interaction entre l'attraction gravitationnelle des deux corps planétaires et la force de Coriolis et centrifuge sur un vaisseau spatial. Les orbites Halo existent dans n'importe quel système à trois corps, par exemple, le système Soleil - Terre -Satellite en orbite ou le système Terre- Lune -Satellite en orbite. Des "familles" continues d'orbites de halo nord et sud existent à chaque point de Lagrange. Étant donné que les orbites de halo ont tendance à être instables, le maintien à poste peut être nécessaire pour maintenir un satellite sur l'orbite.

La plupart des satellites en orbite halo servent à des fins scientifiques, par exemple en tant que télescopes spatiaux .

Définition et histoire

Robert W. Farquhar a utilisé pour la première fois le nom de « halo » en 1966 pour des orbites autour de L 2 rendues périodiques à l'aide de propulseurs. Farquhar a préconisé l'utilisation d'engins spatiaux sur une telle orbite au-delà de la Lune (Terre-Lune L 2 ) comme station relais de communication pour une mission Apollo sur la face cachée de la Lune . Un vaisseau spatial sur une telle orbite serait en vue continue à la fois de la Terre et de la face cachée de la Lune, alors qu'une orbite de Lissajous ferait parfois passer le vaisseau spatial derrière la Lune. En fin de compte, aucun satellite relais n'a été lancé pour Apollo, puisque tous les atterrissages ont eu lieu sur la face proche de la Lune.

En 1973, Farquhar et Ahmed Kamel ont découvert que lorsque l'amplitude dans le plan d'une orbite de Lissajous était suffisamment grande, il y aurait une amplitude hors plan correspondante qui aurait la même période, de sorte que l'orbite a cessé d'être une orbite de Lissajous et est devenue environ une ellipse. Ils ont utilisé des expressions analytiques pour représenter ces orbites de halo ; en 1984, Kathleen Howell a montré que des trajectoires plus précises pouvaient être calculées numériquement. De plus, elle a découvert que pour la plupart des valeurs du rapport entre les masses des deux corps (comme la Terre et la Lune), il y avait une gamme d'orbites stables.

La première mission à utiliser une orbite halo était ISEE-3 , un vaisseau spatial conjoint de l' ESA et de la NASA lancé en 1978. Il s'est rendu au point Soleil-Terre L 1 et y est resté pendant plusieurs années. La mission suivante à utiliser une orbite de halo était l'Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO), également une mission conjointe ESA/NASA pour étudier le Soleil, qui est arrivé à Soleil-Terre L 1 en 1996. Il a utilisé une orbite similaire à ISEE-3. Bien que plusieurs autres missions depuis lors se soient rendues aux points de Lagrange, elles ont généralement utilisé les variations non périodiques associées appelées orbites de Lissajous plutôt qu'une orbite de halo réelle.

En mai 2018, l'idée originale de Farquhar a finalement été réalisée lorsque la Chine a placé le premier satellite de relais de communication sur une orbite halo autour du point Terre-Lune L 2 . Le 3 janvier 2019, le vaisseau spatial Chang'e 4 a atterri dans le cratère Von Kármán sur la face cachée de la Lune, utilisant le satellite relais Queqiao pour communiquer avec la Terre.

Voir également

Les références

Liens externes