« Vol balistique et missiles balistiques » : différence entre les versions

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C'est presque le cas du poids (frottement de l'air négligeable). C'est la cas de l'arme lancée dans l'espace par le missile balistique. C'est le cas du satellite lancé par une fusée.
 
Isaac Newton <ref group="note">S’agissant de la Terre, la première découverte de sa trajectoire elliptique est due à [[Johannes Kepler]]. Il l’a définie par trois Lois (les [[Lois de Kepler]]) après l’étude qu’il avait faite des observations astronomiques de [[Tycho Brahe]]. C’est à [[Isaac Newton]] que l’on doit la première compréhension mathématique de la trajectoire de la Terre dans l’espace avec l’équation de la « [[conique]] » dont fait partie l’ellipse. C’est enfin à [[Constantin Tsiolkowski]] que l’on doit une observation majeure: le choix de la conique ne dépend que d’un seul paramètre, la vitesse au lancement. À plus de {{unité|11|km11km/s}} c’est une hyperbole et l’objet quitte la Terre; entre 8 et 11 c’est une ellipse et l’objet se satellise.; à moins de {{unité|8|km8km/s}} c’est toujours une ellipse etmais l’objet revient sur terre.</ref> en a le premier calculé la trajectoire et Constantin Tsiolkovski a montré que selon la vitesse (et uniquement la vitesse) c'est une ellipse (vitesses faibles) ou une hyperbole (vitesses au-delà de 11 km/s; l'objet lancé s'appelle alors sonde spatiale et quitte la Terre).[[File:Missile balistique 22.png|right|500px]]
===Trajectoire elliptique===
 
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Aucun missile balistique ne lance donc son arme à plus de 8 km/s !
 
Cela dit, c'est techniquement très difficile que de construire un missile balistique qui lance à 7 km/s. Peu d'États en sont dotés aujourd'hui tandis que d'autres n'ont cesse de vouloir y arriver parce que le missile balistique leur permet d'accéder à de très grandes portées avec une chance de faire but très supérieur à celle que pourraient leur donner des avions qu'ils n'ont d'ailleurs pas.
Le missile balistique prend le relai de l'obusier. L'évolution des techniques va lui permettre d'aller progressivement de plus en plus vite.
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===Acquérir la vitesse===
Le principe de la propulsion des fusées est celui du [[recul d'une arme à feu]]. Physiquement, il s’agit de [[conservation de la quantité de mouvement]].
 
[[File:Missile balistique 2.pdf|thumb|Bloc de poudre| Coupe de la partie propulsive d’un réservoir de propergol solide (schéma approximatif).]]
 
Dans une fusée, si l’on projette d’un côté une masse (celle des gaz de combustion que l'on croît à tort légère) ) avec une vitesse (les gaz au sortir de la tuyère ont une vitesse énorme), alors la fusée est mis en mouvement de l’autre côté. La fusée avance et rien ne l'empêche d'avancer encore. Elle va de plus en plus vite parce qu'on éjecte longtemps et toujours très vite de très grandes quantités de gaz :
* pour les propergols liquides, au moyen de pompes qui puisent dans de très grands réservoirs et font se mélanger devant la tuyère le comburant et le combustible ;
* pour les propergols solides, par l’emploi de très gros blocs de poudre constitués d'un mélange stable de comburant et de combustible.
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Les premiers propergols liquides, ceux qu'il est le plus facile de se procurer, sont souvent très agressifs pour les structures qui les contiennent. Aussi le remplissage doit-il se faire juste avant le tir. Cette contrainte pèse sur la capacité militaire.
 
[[File:SolidRocketMotor-fr.svg|right|300px|Propulsion d'un missile balistique à un seul étage|gauche]]
 
La génération suivante pallie cet inconvénient majeur. Les ergols sont alors dits « stockables » car ils peuvent rester un temps significatif dans les réservoirs. Ils n’en présentent pas moins un réel danger, surtout quand ils sont embarqués dans des sous-marins. Ainsi le sous-marin soviétique [[K-219]] a-t-il sombré au large des Bermudes à la suite d’un incendie causé par une fuite d’ergols liquides.
 
Les missiles balistiques sont aujourd'hui propulsés par des ergols solides<ref group="note">Le Tome 6 de l'''Encyclopédie des sous-marins français'' détaille {{p.|226}} et suiv. la propulsion à poudre. Il présente la photographie du bobinage du réservoir du premier étage du missile balistique français en service, le M51, dans son atelier de fabrication.</ref>. Le bloc de propergol est mis à feu par un allumeur. La surface d’allumage est conçue pour provoquer un dégagement de gaz relativement constant et donc une poussée uniforme. Le propergol qui n’a pas encore brûlé sert de protection thermique au réservoir (schémas ci-contre).
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[[File:Missile balistique 3.pdf|right|400px]]
 
Un missile balistique est composé de plusieurs étages même si chaque étage doit disposer d’un allumeur, d’une tuyère et d’autres équipements connexes et que cela augmente le poids au décollage ([[Équation de Tsiolkovski]]). Chaque étage est essentiellement constitué par le réservoir de propergol conçu en fibre de verre, de kevlar ou de carbone pour alléger au maximum la masse du missile balistique, et d'éléments structuraux qui se placent de chaque côté du réservoir de propergol.
 
On y ajoute ce qui est nécessaire à l'étage et qui ne servira donc plus quand il sera vide : des équipements électroniques et des piles de puissance. Celles-ci alimentent des vérins électriques fixés à la tuyère ou une petite station d'huile s'ils fonctionnent à l'huile. Leurs mouvements dévient le jet de gaz et permettent le pilotage du missile balistique.
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De façon plus générale, si les missiles balistiques de courte portée peuvent être constitués d’un seul étage, ceux de portée intermédiaire en ont deux. Les longues portée en demandent trois ou quatre, de taille décroissante. Tous les derniers étages (ou le premier s’il est seul) se terminent par une « case à équipements », contenant les équipements qui servant au fonctionnement du missile balistique tout au long du vol, dont ceux dédiés à l'exécution du programme de vol ou le viseur d'étoiles qui permet un recalage au dernier moment : [[pilotage]], guidage, alimentation électrique, gestion de la charge utile, etc., le tout géré par un [[ordinateur]] embarqué.
 
''A priori'', rien n'oblige les étages à être superposés. Toutefois, les missiles balistiques sont quasiment tous à étages superposés. La forme allongée de cette configuration est de beaucoup plus compatible avec leur installation dans des silos blindés, sur des trains ou des camions, ou à bord de sous-marins. <ref group=« note"> Le missile [[R-7 Semiorka]] (URSS, 1957), qui est l'ancêtre des fusées [[Soyouz (fusée)|Soyouz]] actuelles, a été une exception à ce principe.</ref>
 
 
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Pour aller de A à B plusieurs trajectoires sont possibles. Pendant la traversée des couches basses de l'atmosphère le missile balistique subit l'effet du vent, voire de rafales. La trajectoire qu'il va suivre est définie par le besoin d'une incidence aérodynamique faible (l'axe de la poussée et l'axe du missile son très proches) pour ne pas en venir à des mouvements de tuyère excessifs pour corriger la trajectoire. Ce qui ne fait pas aller de façon optimale vers le point B à atteindre.
 
Mais à {{unité|50|km}}50km d'altitude environ les forces aérodynamiques deviennent négligeables. La trajectoire peut alors s'incurver et s'optimiser sous la direction du programme de vol. Cette optimisation n'a qu'un seul objectif: atteindre la vitesse requise et l'angle requis en consommant le moins d'ergols possible.
 
L’arme est lancée au point B par ce qui reste du missile balistique à ce moment là (le dernier étage) après environ 3 minutes d'une très grande accélération à une altitude d’environ {{unité|500|km}}300km pour une portée sur Terre de l'ordre de {{unité|1000010.000|km}}.
 
 
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Plus d'échauffement demande plus de protection donc plus de poids à lancer. Les missile balistiques n'utilisent que la trajectoire plongeante.
 
On a vu (figure 2) que la vitesse donnée à l'arme connait une limite. Elle doit être inférieurs à {{unité|8|km8km/s}} sous peine de satelliser et donc de la placer l'arme continûment dans l’espace ce qui est est interdit par le Traité de l'Espace des Nations Unies (1967).<ref group="note">Ce traité [http://www.unoosa.org/pdf/publications/STSPACE11F.pdf] dit [[Traité de l'Espace]] n’interdit évidemment pas à l’arme un parcours dans l’espace pourvu qu'il soit bref.</ref> Mathématiquement, la portée maximum du missile balistique est donc de 20.000 km, la demie circonférence de la Terre (ci-dessous, figure 2, trajectoire en noir avec point d'arrivée en D4).
 
[[File:Missile balistique 7.pdf|left|600px]]
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[[File:Missile balistique 8.pdf||right|500px]]
 
Ces armes sont celles des premiers missiles balistiques. La caractéristique principale de la toute première génération est de fournir une vitesse encore faible (autour de 2|km2km/s) à une arme qui fait corps avec le missile balistique car l'intérêt de la séparer n'existe pas pas encore: le V2 et les premiers Scuds en sont de bons exemples.
 
Dans le cas du V2 à ses débuts (ci-contre, figure 1) l’altitude atteinte aux premiers lancements est proche de la limite généralement adoptée pour l’atmosphère, soit environ 120km. À cette altitude les molécules d’air sont très rares. Leur faible effet est pourtant suffisant pour agir sur les ailerons <ref group="note"> On ne sait pas encore faire tourner la tuyère. Les dispositifs mis en place dans cette tuyère pour dévier le jet de gaz et donc piloter la missile balistique sont de peu d’efficacité et insuffisants pour satisfaire les corrections sévères qui s’imposent alors que la vitesse est très faible au départ du sol. Aussi de grands ailerons utilisent leur déplacement dans l’air pour stabiliser à la verticale. Ces ailerons disparaissent avec les progrès techniques des générations successives de missile balistique.</ref>, initialement placés au bas du V2 pour le stabiliser dans le premières secondes après la mise à feu. L’axe du missile balistique vide et qui ne propulse plus est rapidement affecté par l’écoulement de l’air sur les ailerons, ce qui le « rapproche » de la trajectoire dont l’apogée est d’ailleurs proche de l’altitude de lancement.
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'''Dernière observation'''. Bien se souvenir (on l'a vu plus haut) que, d’une côté la vitesse de l’arme - et donc sa portée maximale - et de l’autre l’altitude de son apogée sont totalement liées.
 
Si l’on va très vite elle va très haut. On ne peut pas aller très vite, donc très loin (ou très près) en restant dans l’atmosphère. On va forcément dans l’espace. Et réciproquement si l’on reste dans l’atmosphère ou presque, c’est que l’on va lentement et donc pas très loin. On ne peut pas aller lentement et aller dans l'espace.
 
 
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Les protées plus grandes sont rendues possibles par le tir d'un sous-marin placé convenablement à la pointe de la Bretagne (A2).
 
Le suivi des armes, dans leurs trajectoires balistiques jusqu'à la fin de leurs trajectoires de rentrée dans l'atmosphère est assuré par le Bâtiment d'Essais et de Mesures "MONGE" (ci-dessusà droite).
 
 
=Réflexion sur les armes nucléaires=
 
La détention et l’emploi toujours possible d’armes nucléaires ne manque pas de fournir une matière grave, toujours discutée par ceux qui y sont favorables et plus encore par ceux qui voudraient en finir avec le fait nucléaire et ne plus en entendre parler.
 
Ces derniers font observer majoritairement que la détention d’armes nucléaires:
fait fi de l’avis éthique de la Cour Internationale de Justice (1996);
est contraire au traité de Non Prolifération (TNP, 1968/1970);
pèse excessivement sur le budget de la Défense;
n’a plus de pertinence stratégique;
encourage la prolifération;
n’est pas sûre (par le passé et demain les cyber attaques);
satisfait le complexe militaro-industriel, par ailleurs hostile à
l’élimination d’une catégorie d’engins même s’ils n’ont plus d’utilité;
et ils s’interrogent:
Nos intérêts vitaux en valent-ils la peine?
Il est temps d’inventer d’autres mécanismes et de montrer qu’enfin
la raison l’emporte sur la violence et la force brute.
 
Les premiers estiment:
que l’avis de la Cour a autorisé l’arme nucléaire dans des circonstances exceptionnelles;
qu’avec le TNP plus de cent quatre vingt États ont reconnu à cinq le droit de posséder de armes nucléaires tant que le désarmement mondial ne serait pas général;
que l’intérêt d’une dissuasion indépendante demeure, notamment pour la France, en termes stratégiques aussi bien que politiques.
 
Sans prendre aucun parti, ce qui ne peut être l’objet de ce livre, on présente ci-dessous une évolution stratégique majeure liée aux missiles balistiques de deuxième génération et à leur remplacement par les missile balistiques intercontinentaux. Cette évolution est liée à la Crise de Cuba, en 1962.
 
On simplifie volontairement à dessein cette crise avec deux schémas.
Schéma 1. Avant la crise, les Américains - qui ne disposent pas encore de missiles balistiques de portée autre qu’intermédiaire - les installent en Turquie pour détruire Moscou en un quart d’heure, le temps de vol des armes à cette portée. Les Soviétiques souhaitent alors rétablir l’équilibre. Ils ne disposant que de missiles de même type. Il leur faut les installer à Cuba pour détruire Washington en un quart d’heure.
 
Schéma 2. Plus tard, après la crise qui s’est terminée par le non-installation des missiles balistique soviétiques et - à titre d’équilibre stratégique - le retrait par les Américains des leurs de Turquie, ce même équilibre est retrouvé par les missiles balistiques de la génération suivante, intercontinentale et imparable. Il n’est plus besoin de les mettre ni à Cuba ni en Turquie ni ailleurs. On en dispose chez soi.
 
L’essentiel de cette crise est dans le téléphone rouge dont la presse a fait savoir qu’il venait d’être installé entre les deux Présidents, sans intermédiaires.
=Réflexion sur les armes nucléaires=
 
Ce téléphone est un symbole. Celui de la compréhension pour la première fois par deux Présidents, seuls décideurs de l’ordre d’emploi des armes nucléaires qui détruiraient tout, sans avoir le temps de déclarer la guerre et en un quart d’heure, demain en moins d’une demie heure avec les missiles balistiques intercontinentaux et le temps de parcours de leurs armes.
 
Le Président américain particulièrement, dont son conseil de guerre a conclu devant lui à déclencher la premier la guerre nucléaire. Oui, c'est bien ce que le Président a entendu.
Le président John Fidzerald Kennedy a refusé. Le président Truman avait refusé l’emploi de l’arme nucléaire au général Mac Arthur qui le demandait lors de la guerre de Corée (1950) mais dans un contexte différent: la vie du président Truman n’était pas en jeu.
Il en a été différemment pour les présidents Kennedy et Gorbatchev. La prise de conscience que dans le désastre qui suivrait, l’arme nucléaire les tuerait aussi, n’a pas manqué d’être compris par les Présidents.
 
C’est ce que le lecteur pourra lire de la lettre écrite par Madame Kennedy au président Kroutchev.