Long term dynamics of space debris orbits including Earth’s shadows

Résumé

De très nombreux débris spatiaux sont actuellement en orbite autour de la Terre. Le risque permanent de collisions entre ces objets incontrôlables et les sondes spatiales actives (habitées ou non) requiert la connaissance précise de leur trajectoire. Cette thèse propose un intégrateur symplectique permettant de propager numériquement et rapidement les orbites des débris sur de longs intervalles de temps. Les perturbations agissant sur leurs trajectoires sont nombreuses. En particulier, la pression de radiation solaire devient prédominante pour les objets dont le rapport surface sur masse est important. Les passages dans l’ombre de la Terre ne peuvent alors plus être négligés. Ce travail présente une méthode innovante de modélisation de ces passages dans l’ombre (cylindrique ou conique) dont la formulation permet de conserver le caractère symplectique du propagateur. Les résultats prouvent qu’une ombre cylindrique représente une mauvaise approximation de la réalité, et préconisent une formulation conique, particulièrement pour les grands rapports surface sur masse. Des méthodes numérique et semi-analytique sont ensuite développées pour expliquer les importantes déviations périodiques (observées sur les orbites) provoquées par ces passages dans l’ombre, avec des périodes allant de 1 à 10000 ans. Enfin, une étude systématique de la stabilité autour de l’altitude géostationnaire prouve la présence de chaos, dont l’intensité et l’étendue sont renforcées par les passages dans l’ombre.

la date de réponse	17 juin 2013
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Anne Lemaitre (Promoteur), Timoteo Carletti (Président), Alessandra ROSSI (Jury), Florent Deleflie (Jury), Jean Charles Delvenne (Jury) & Klaus MERZ (Jury)