Durée
25h Th, 10h Pr
Nombre de crédits
| Master en sciences spatiales, à finalité | 4 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
La mécanique céleste est un outil fondamental de l'astronomie. Elle permet de prédire avec précision les mouvements des planètes et petits corps du système solaire, de déterminer la masse des astres ou encore de concevoir des missions spatiales. Le cours fournit les notions de base de la mécanique céleste et illustre certaines applications pratiques.
Le cours débute par une brève introduction historique et un rappel des concepts de base de la mécanique analytique classique. Ensuite, le problème des deux corps est résolu afin d'en déduire les lois de Kepler pour les différents types de trajectoires (cercle, ellipse, parabole et hyperbole) et pour introduire le concept d'élements de l'orbite. Les planètes ayant une distribution de masse tri-dimensionnelle et étant (généralement) entourées d'une atmosphère (friction atmosphérique), elles n'agissent pas comme de simples masses ponctuelles. La théorie des perturbations permet de prédire les changements résultants des éléments orbitaux par rapport au problème classique des deux corps. Le cours introduit ensuite les notions de base du problème de N corps massifs. Ce problème n'ayant pas de solution analytique générale, nous nous concentrons d'abord sur le problème restreint des 3 corps pour lequel il existe un ensemble limité de solutions (solutions de Lagrange). Un intérêt particulier est accordé à la stabilité des points de Lagrange et aux orbites autour de ces points. Nous introduisons ensuite le concept de sphère d'influence qui permet de traiter le problème de N corps sous certaines conditions comme un problème de deux corps perturbé. Finalement, nous discutons brièvement quelques notions de base sur la rotation des corps célestes rigides et sur les interactions de marée.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Ce cours vise à donner aux étudiants les outils de base nécessaires pour la compréhension et le calcul de trajectoires spatiales.
Savoirs et compétences prérequis
Connaissances de base en mathématiques, physique et mécanique classique.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Les concepts vus au cours théorique sont illustrés par quelques séances de travaux pratiques.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
Environ 22h de cours théorique combinées à 8h de TPs. Le cours se donne au 1er semestre.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Notes de cours en anglais (fichier pdf) mis à la disposition des étudiants via le site eCampus du cours.
Modalités d'évaluation et critères
Dans l'évaluation, l'emphase est mise sur la compréhension de la matière et la maîtrise des techniques enseignées. La réussite de l'examen requiert donc l'étude et la compréhension du cours. L'évaluation est basée sur un examen écrit comportant des questions de théorie et des exercices.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
N/A
Contacts
Prof. Gregor Rauw
Institut d'Astrophysique et Géophysique, Bât. B5c
Allée du 6 Août, 19c
4000 Liège
Tel. +32-(0)4 366 9740
e-mail: g.rauw@uliege.be
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin
Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance
Matière de l'évaluation
Méthodes d'évaluation
Contact
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept
Matière de l'évaluation
Toute la matière vue au cours doit être étudiée. Une liste revue de questions de théorie adaptée à un examen à distance a été fournie aux étudiants le 23 juin 2020 et est accessible sur eCampus. Pour la question d'exercice, les mêmes matières qu'en janvier 2020 sont concernées.
Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)
L'examen se fera à distance par Lifesize avec (1) une question de théorie à répondre oralement (tirée de la liste qui a été communiquée le 23 juin), (2) un exercice à résoudre (feuille de résolution à photographier et à envoyer par e-mail). L'examen se fera donc entièrement à livre ouvert, et les étudiants sont invités à utiliser les slides du cours comme support pour répondre à la question de théorie.
Contact(s)
E-mail: g.rauw@uliege.be
Notes en ligne
Mécanique céleste et trajectoires spatiales
Lien vers le site web eCampus du cours.