Essais sur le mouvement des corps artificiels résonants

par Jérôme Daquin

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysique

Sous la direction de Florent Deleflie et de Jérôme Pérez.

Soutenue en 2015

à Observatoire de Paris (1667-....) , dans le cadre de École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....) , en partenariat avec Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (Paris ; 2000-....) (laboratoire) .

Le président du jury était Bruno Sicardy.

Le jury était composé de Florent Deleflie, Jérôme Pérez, Anne Lemaître, Jesús Peláez.

Les rapporteurs étaient Anne Lemaître, Jesús Peláez.

mots clés

• Orbites
• Débris spatiaux
• Mécanique céleste

Résumé

La problématique des débris spatiaux, reliquats non-contrôlés et hasardeux liés à l’activité spatiale, et leur prolifération éventuelle selon le syndrome de KESSLER, a stimulé ces dernières années la communauté astrodynamique à appréhender le mouvement en temps long, bien au-delà des analyses mission utilitaires classiques. Ces études, rendues certes possibles par la sophistication et la puissance croissante des outils informatiques, et aussi par la maturité de théories adaptées à ce besoin, ont aussi trouvé leur nécessité dans la réalisation incontestable du rôle prépondé- rant joué par les résonances et le chaos en astrodynamique. C’est à la lumière de ces deux notions, études en temps long et chaos, que nos résultats visent à décrire la dy- namique de la région moyenne où les perturbations dominantes sont liées au géo- potentiel et aux effets extérieurs, d’origine gravitationnelle, des troisièmes corps, la Lune et le Soleil. Des applications aux satellites de la constellation GNSS sont présentées.

Titre traduit

Essays on the resonant motions of artificial celestial bodies

Résumé

The problems of space debris, uncontrolled remnants and hazards linked to space activities, and their eventual proliferation according to the KESSLER syndrome, has stimulated the astrodynamics community in recent years to understand their long- term motions, well beyond that in classical satellite mission analysis. These studies, certainly made possible by the increasing sophistication of computers and also by the maturity of the theories adapted to their need, have found their necessity in the undeniable realization of the important role played by resonances and chaos in astrodynamics. In light of these notions, our results are intended to describe the long-term and chaotic dynamics of the medium-Earth region, where the dominant disturbances are related to geopotential and external third-body effects (the Moon and the Sun) of gravitational origin. Particular applications to the GNSS satellite constellations are presented.