Tomber sans jamais toucher le sol
Un satellite tombe sans cesse vers la Terre, mais il va si vite à l'horizontale que le sol se dérobe sous lui : c'est une orbite. La gravité faiblit avec le carré de la distance (1/r²), la vitesse qu'il faut suit v = √(μ/r), μ = 398 600 km³/s².
- À 420 km (l'ISS) : 7,66 km/s, un tour en une heure et demie. Moins vite, le satellite retombe dans l'atmosphère ; à 10,83 km/s (√2 fois plus), il échappe à la Terre pour toujours.
- Le lanceur monte d'abord droit pour sortir de l'air épais, puis s'incline peu à peu vers l'horizontale : c'est le « pitch program ». Trop tôt à plat, l'air le freine ; trop longtemps droit, il dépense ses ergols contre la gravité.
- Couper le moteur fixe l'apogée ; à l'apogée, une seconde poussée relève le périgée et arrondit l'orbite. Il faut environ 9,3 km/s de Δv en tout pour une orbite basse, pertes comprises.
- L'orbite héliosynchrone (500 à 800 km) passe près des pôles, un peu à rebours : la rotation de la Terre n'aide plus le lanceur, elle le freine même un peu.
- Le transfert de Hohmann : de 250 km, +2,44 km/s au périgée lancent une ellipse qui monte à 35 786 km en 5,3 h ; là-haut, +1,47 km/s en font un cercle à 3,07 km/s. Un tour y dure 1 436 min, un jour sidéral : QO-100 reste au-dessus de 25,9° E.
La note : l'écart du périgée et de l'apogée à l'orbite visée. PARFAIT dans la tolérance de la mission (20 km en orbite basse, 250 km en géostationnaire), puis SUPER, BIEN, OK ; un bonus pour les ergols qui restent.
Simplifié, mais juste La gravité, la vitesse orbitale et le transfert de Hohmann sont les vrais. Le reste est simplifié : un seul étage à poussée constante, un pilote automatique qui empêche seulement de redescendre moteur allumé, un vol dans le plan de l'orbite, une atmosphère qui s'amincit de moitié tous les 6 km, la rotation de la Terre comme élan au départ.