## Comment s'oriente un vaisseau spatial

Last update
2010-11-08

 How do spacecrafts orient themselves in the absence of magnetic poles? (1) Christopher Potts, a navigation engineer at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., shows the way Without an ever present magnetic field to rely on, as compass users have on Earth, those of us responsible for spacecraft navigation must utilize a three-dimensional Cartesian coordinate system, or frame, of our own devising. One common frame currently used in deep space is called the Earth Mean Equator and Equinox of Epoch J2000, abbreviated as EME2000. Its name is so involved because it captures the many elements required to define a three-dimensional coordinate system: a reference body (Earth); a reference plane (the mean equator, an idealized equator that does not include the small nodding motion, or nutation, of Earth's axis); a reference direction (the vernal equinox, a line from Earth to the sun on the first day of spring); and a reference time (J2000, or January 1, 2000, at 12:00:00 Ephemeris Time, a uniform timescale used for planetary motion calculations). The reference body and reference plane define the x-y plane of the frame. The z-axis is perpendicular to the plane, generally along the body's axis of rotation. A reference time is required because the reference planes experience subtle motion caused by gravitational forces of the other bodies in the solar system. Using the defined coordinate frame, a spacecraft must be able to both determine and control its orientation. Instead of a compass, spacecraft sensors use the sun and stars to determine the craft's orientation relative to the coordinate frame. Desired directions can be specified in several ways with respect to the defined frame, but two angular measurements are commonly used. In astronomy, right ascension and declination identify directions in the sky. Right ascension is an angular measurement in the reference plane, and declination measures the angle above or below the reference plane. Although the specifics may vary, determining directions in spaceflight relies on the basic principles of defining a reference frame and using measurements to determine orientation relative to that frame. As for the system on Star Trek (such as heading 294, mark 37), I doubt this method finds any current use in deep-space navigation. But by specifying two measurements, at least there is enough information to properly aim the warp drive. (1) This story was originally published in the March 2009 issue of Scientific American. Comment un vaisseau spatial s'oriente-t-il en l'absence de pôles magnétiques ? Christopher Potts, un ingénieur de navigation au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, Calif., nous explique la méthode. Sans un champ magnétique permanent sur lequel se reposer, tel que celui dont disposent les utilisateurs de boussole sur terre, ceux d'entre nous responsables de la navigation d'un vaisseau spatial, doivent utiliser un système de coordonnées cartésien, ou référentiel, de leur cru. Un référentiel commun couramment utilisé dans l'espace profond est appelé Earth Mean Equator and Equinox of Epoch J2000 (Equateur Terrestre Moyen au temps J2000, abrégé en EME2000. Son nom est bien choisi car il comporte tous les éléments requis pour définir un système de coordonnées tri-dimensionnel : un corps de référence la Terre)  un plan de référence (l'équateur moyen, un équateur idéalisé qui n'inclut pas les petits mouvements de "salutation", ou nutation, de l'axe de la Terre) ; une direction de référence (l'équinoxe vernal, une ligne qui joint la Terre au Soleil le premier jour du printemps) ; une référence temporelle (J2000, 1er janvier 2000, à 12:00:00 du temps des éphémérides, une échelle de temps uniforme utilisée pour le calcul du mouvement des planètes). Le corps de référence et le plan de référence définissent le plan x-y du référentiel. L'axe z est perpendiculaire à ce plan, généralement colinéaire à l'axe du corps en rotation. Une référence de temps est requise parce que les plans de référence subissent des mouvements causés par les forces gravitationnelles des autres corps du système solaire. Utilisant le référenciel ainsi défini, un vaisseau spatial doit être capable à la fois de déterminer et de controler son orientation. Au lieu d'une boussole, les senseurs (capteurs) du vaisseau spatial utilisent le soleil et les étoiles pour déterminer son orientation relative au référenciel. Des directions désirées peuvent être spécifiées de différentes manières par rapport au référenciel défini, mais deux mesures angulaires sont communément utilisées. En astronomie, l'ascension droite (α) et la déclinaison (δ) identifient les directions dans le ciel. L'ascension droite est une mesure angulaire dans le plan de référence, la déclinaison mesure l'angle en-dessus ou en-dessous du plan de référence. Bien que les spécificités puissent varier, déterminer les orientations en vol repose sur les principes de base qui consistent à définir le référenciel et utiliser les mesures pour déterminer l'orientation relative au référenciel. Comme pour le système dans Star Trek (h. 294, mk 37) dont on peut douter que cette méthode trouve un usage courant pour la navigation dans l'espace profond. Cependant en spécifiant deux mesures au moins, l'information est suffisante pour pointer correctement les gouvernes de correction de trajectoire. -- Traduction Robert L.E. Billon, mars 2009

File: spacenav.html, 2009-03-25 - Robert L.E. Billon - Last update: 2010-11-08