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Inclinaison
Diagramme des éléments orbitaux, incluant l'inclinaison (i).
Diagramme des éléments orbitaux, incluant l'inclinaison (i).

En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) et le plan de référence (généralement le plan de l'écliptique, c'est-à-dire le plan moyen de l'orbite de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande...), ou le plan équatorial). L'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan...) est couramment notée par la lettre i.

Exemples

Dans le système solaire, l'inclinaison de l'orbite d'un corps céleste orbitant autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...) (planètes, astéroïdes, etc.) est définie comme l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) entre son plan orbital et celui de l'écliptique. Elle pourrait être mesurée par rapport à un autre plan, comme par exemple le plan équatorial du Soleil ou le plan orbital de Jupiter, mais le plan de l'écliptique est le plus pratique pour des observateurs terrestres. La plupart des orbites des corps du système solaire possédent une faible inclinaison, que ce soit par rapport à l'écliptique ou au plan équatorial solaire. Parmi les exceptions notables, on trouve les planètes naines Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire...) (17°) et Éris (44°) et l'astéroïde (2) Pallas (34°).

Pour un satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites...) ou artificiel, l'inclinaison est mesurée relativement au plan équatorial autour duquel l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut...) orbite, s'il en est assez proche (le plan équatorial étant le plan perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient...) à l'axe de rotation du corps central). Dans ce cas :

  • Une inclinaison de 0° signifie que l'objet orbite dans le plan équatorial et dans la même direction que la rotation du corps central ;
  • Une inclinaison de 90° signifie que l'objet est sur une orbite polaire et passe au zénith des pôles nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) du corps central ;
  • Une inclinaison supérieure à 90° signifie que l'objet orbite de façon rétrograde. Si elle est égale à 180°, il est situé sur une orbite équatoriale rétrograde.

Pour les objets situés loin du corps central, il est possible d'utiliser le plan de Laplace (Le plan de Laplace est défini comme le plan moyen qu'occupe l'orbite d'un satellite au cours d'un cycle de précession nodale. Autrement dit, le plan normal au pôle de précession orbitale du satellite.). Celui-ci est confondu avec le plan équatorial près du corps central et s'incline progressivement avec la distance pour finir par se confondre avec le plan orbital.

Si la rotation du corps central n'est pas connue avec précision, l'inclinaison d'un satellite (Satellite peut faire référence à :) sera donnée par rapport à l'écliptique ou parfois par rapport au plan de la sphère céleste (ou, de façon équivalente, comme l'angle entre l'axe de l'orbite et la direction de l'observateur). Cette dernière mesure est utilisée pour les objets externes au système solaire, comme les étoiles doubles. Elle dépend donc de la direction dans laquelle regarde l'observateur, c'est à dire de la région de la sphère céleste dans laquelle est situé l'objet. Les étoiles doubles possédant une inclinaison proche de 90° sont souvent des binaire à éclipses.

Dans le cas de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne...), mesurer l'inclinaison par rapport au plan équatorial de la Terre conduit à une valeur variant rapidement (entre 18,29° et 28,58°). Il est plus utile de la mesurer par rapport à l'écliptique, ce qui donne une valeur relativement constante (5,145°).

Calcul

En astrodynamique, l'inclinaison i peut être calculée de la manière suivante :

i = \arccos {\frac {h_z} {\|\vec h \|} }

où :

  • \vec h est le vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur,...) du moment orbital, perpendiculaire au plan de l'orbite,
  • hz est la composante sur z de ce vecteur.
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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