Etude de l'influence des incréments de vitesse impulsionnels sur les trajectoires de débris spatiaux

par Fatoumata Kebe

Thèse de doctorat en Astronomie et Astrophysique

Sous la direction de Michel Dudeck et de Daniel Hestroffer.

Le président du jury était Jean-Dominique Polack.

Le jury était composé de Christophe Bonnal, Anne Lemaitre, Pierre Claudé.

Les rapporteurs étaient Alessandro Rossi, Massimiliano Vasile.


  • Résumé

    En 1957, la conquête de l'espace par l'homme commença avec le succès de la mise en orbite du premier satellite artificiel ; Spoutnik 1. Ce fut le début de l'exploitation de l'orbite terrestre caractérisée par une centaine de lancements de fusées partant de Kourou, Baïkonour et autres bases de lancement. Aujourd'hui, l'orbite terrestre a une population composée en majeure partie de débris spatiaux. Ces derniers regroupent des étages supérieurs de fusée, des satellites ayant fini leur mission et autre petits objets artificiels dont l'origine n'est pas forcément identifiable. Leur nombre est devenu si important, allant même jusqu'à remettre en cause la viabilité des activités spatiales que leur étude est devenu incontournable. La génération de nouveaux débris se traduit majoritairement par l'avènement d'une collision ou d'une explosion. Une meilleure connaissance de ces évènements dits évènements de fragmentation permettra une meilleure lutte contre la prolifération des débris spatiaux. Afin d'optimiser l'étude d'un nuage de débris, il est nécessaire de développer de nouveaux outils. Dans la première partie de la thèse, nous élaborons un modèle de fragmentation permettant de créer des nuages de débris spatiaux générés à la suite d'une explosion ou d'une collision. Pour cela, nous partons du modèle de fragmentation de la NASA, Evolve ainsi que d'autres fonctions de distribution issus de diverses expériences de fragmentation. Grâce à ce modèle, nous obtenons des paramètres géométriques et également en termes de vitesse dont nous chercherons à déterminer leur influence sur le mouvement du nuage.

  • Titre traduit

    Study of the influence of the velocity increment on the trajectories of space debris


  • Résumé

    In 1957, the space conquest by man began with the successful launch into orbit of the first artificial satellite; Sputnik 1. This was the beginning of the exploitation of the earth's orbit characterized by a hundred of rocket launches starting from several launchpad such as Kourou or Baikonur. Today, the Earth's orbit has a population composed mostly of space debris. These include upper rocket stages, satellites which have ended their mission and other small artificial objects whose origin is not necessarily recognizable. Their number has become so important that it question the sustainability of space activities. In this thesis we figure out the difficulties to handle the issue posed by the space debris. In the first part of the thesis, we develop a fragmentation model to generate clouds of space debris as a result of an explosion or collision in space. For this, we mainly used the fragmentation model of NASA, Evolve, and other distribution functions from diverse experiences of fragmentation. Thanks to this model, we know the geometric parameters and also in terms of speed which we will seek to determine their influence on the movement of the cloud. Thus, in the second part of the thesis, we study the motion of space debris evolving initially in low Earth orbit.

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