Inclinaison - Définition et Explications

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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 (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) entre le plan de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) et le plan de référence (généralement le plan de l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du...), 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...), ou le plan équatorial). L'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) est couramment notée par la lettre i.

Exemples

Dans le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), 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...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) (planètes, astéroïdes, etc.) est définie comme l'angle 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...) (17°) et Éris (44°) et l'astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...) (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...) 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...) 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...) 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 ( On dit d'un objet du système solaire qu'il a un mouvement rétrograde s'il effectue une...). 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...). 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 (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire,...) par rapport à l'écliptique ou parfois par rapport au plan de la sphère céleste (La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé...) (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 (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) céleste dans laquelle est situé l'objet. Les étoiles doubles possédant une inclinaison proche de 90° sont souvent des binaire à éclipses (Une étoile binaire à éclipses est une étoile binaire dans laquelle le plan de révolution des...).

Dans le cas de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...), 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...) du moment orbital, perpendiculaire au plan de l'orbite,
  • hz est la composante sur z de ce vecteur.
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