Impacts hypervitesse de micrométéorites et débris orbitaux sur les satellites : formation d'éjecta et implications pour l'environnement

par Muriel Rival

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Jean-Claude Mandeville.

Soutenue en 1997

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de préciser la contribution des débris secondaires au flux de particules solides en orbite basse terrestre, dans la gamme de taille allant du micron au millimètre. Les débris secondaires sont créés lors de l'impact hypervitesse d'un débris ou d'un micrométéoroïde sur un satellite en orbite. Une étude bibliographique poussée, associée à l'analyse d'échantillons provenant d'expériences au sol ou embarquées, a permis de mettre en évidence les différents phénomènes responsables de la formation et de l'éjection de particules secondaires lors d'un impact hypervitesse. Les matériaux fragiles, en particulier les cellules solaires, génèrent un nombre important de petits fragments éjectés à grande vitesse, auxquels s'ajoutent des éclats de grande taille libérés à faible vitesse. Un modèle est proposé qui, à partir des caractéristiques du projectile primaire et de la vitesse d'impact, donne la distribution en taille, vitesse et direction d'éjection des particules secondaires émises lors du choc. L'application de ce modèle permet de quantifier les flux secondaires induits dans l'environnement proche du satellite sur lequel a eu lieu l'impact primaire. Les résultats montrent que le flux des éjecta sur une surface en regard de l'impact primaire peut être très largement supérieur au flux primaire. Cette pollution locale fausse les mesures de flux sur les détecteurs embarqués et peut nuire à l'efficacité de surfaces sensibles. Les éjecta qui ne sont pas stoppés par une surface en regard s'éloignent du stellite parent et suivent leur propre orbite. Le modèle d'éjecta, couplé à un module d'extrapolation d'orbite, permet de simuler l'évolution orbitale des particules secondaires générées sur les panneaux solaires d'un satellite en orbite soumis au flux primaire. Les résultats montrent que les plus gros fragments secondaires ont une durée de vie de plusieurs années et polluent à la fois l'altitude du satellite parent et les altitudes inférieures. Ils induisent une pollution à long terme de l'environnement orbital et constituent une source prmanente de débris de petite taille.

  • Titre traduit

    Hypervelocity impacts of micrometeoroids and orbital debris on spacecrafts : ejecta formation and implications for environment


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Informations

  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.161-169

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997/224 RIV
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