Paramètre gravitationnel standard - Définition

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Le paramètre gravitationnel standard d'un corps, noté \mu \ (mu), est le produit de la constante de gravitation  G \ par la masse  M \ de ce corps :

\mu=GM \

Le paramètre gravitationnel standard s'exprime en km3s-2 (kilomètre au cube par seconde au carré)

En astrophysique, ce paramètre fournit une simplification pratique des différentes formules liées à la gravitation.

Selon que  {M} \ désigne la masse de la Terre ou du Soleil,  {\mu} \ s'appelle la constante gravitationnelle géocentrique ou héliocentrique.

En fait, pour la Terre et le Soleil, ce produit  {GM} \ est connu avec une plus grande précision que celle associée à chacun des deux facteurs  {G} \ et  {M} \ . Il est ainsi possible d'utiliser la valeur du produit connue directement avec une plus grande précision, plutôt que de multiplier les valeurs des deux paramètres.

Pour la Terre :  \mu = GM = 398 600.4418 \plusmn 0.0008 \ \mbox{km}^{3} \ \mbox{s}^{-2} .

Petit objet en orbite stable

Si m << M \ , c'est-à-dire si la masse m \ de l'objet en orbite est très inférieure à la masse M \ du corps central :

Le paramètre gravitationnel standard pertinent est relatif à la plus grosse masse M \ et non à l'ensemble des deux.

La troisième loi de Kepler permet de calculer le paramètre gravitationnel standard, pour toutes les orbites circulaires naturelles stables autour d'un même corps central de masse M \ ,

Orbites circulaires

Pour toutes les orbites circulaires autour d'un corps central :

\mu = GM = rv^2 = r^3\omega^2 = 4\pi^2r^3/T^2 \

avec :

  • r \ est le rayon orbital,
  • v \ est la vitesse orbitale,
  • \omega \ est la vitesse angulaire,
  • T \ est la période orbitale.

Orbites elliptiques

La dernière égalité ci-dessus relative aux orbites circulaires se généralise facilement aux orbites elliptiques :

\mu=4\pi^2a^3/T^2 \

où :

  • a \ est le demi grand axe.
  • T \ est la période orbitale.

Trajectoires paraboliques

Pour toutes les trajectoires paraboliques r v^2 \ est constant et égal à 2 \mu \ ;.


Pour les orbites elliptiques et paraboliques,  \mu \ vaut deux fois le demi grand axe multiplié par l'énergie orbitale spécifique.

Valeurs de μ pour quelques corps célestes

Les valeurs de \mu=GM \ relatives à quelques corps du système solaire sont rassemblées dans le tableau ci-dessous :

Corps central μ (km3s-2)
Soleil 132 712 440 018
Mercure 22 032
Vénus 324 859
Terre 398 600 ,4418 ±0,0008
Lune 4902 ,7779
Mars 42 828
Cérès 63 ,1 ±0.3
Jupiter 126 686 534
Saturne 37 931 187
Uranus 5 793 939 ± 13
Neptune 6 836 529
Pluton 871 ±5
Éris 1 108 ±13
Page générée en 0.193 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
A propos - Informations légales | Partenaire: HD-Numérique
Version anglaise | Version allemande | Version espagnole | Version portugaise