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On appelle balistique la science du mouvement des projectiles et des engins uniquement soumis à la force de gravitation. Pour qu'il en soit ainsi, il faut se situer dans l'Espace, au-delà de l'atmosphère. Sans air et donc sans force de frottement due à l'air, sans force aérodynamique qui s'ajouterait à la gravité. S'il y a de l'air, deux forces s'appliquent: la gravité et la force de frottement. Le mouvement n'est plus balistique. [[Image:Dylan Armstrong 2.jpg|right|200px]] ▼
▲On appelle balistique la science du mouvement des projectiles et des engins uniquement soumis à la force de gravitation. Pour qu'il en soit ainsi, il faut se situer dans l'Espace, au-delà de l'atmosphère. Sans air et donc sans force de frottement due à l'air, sans force aérodynamique qui s'ajouterait à la gravité. S'il y a de l'air, deux forces s'appliquent: la gravité et la force de frottement. Le mouvement n'est plus balistique.
Dans l'air toutefois des approximations sont possibles.
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En altitude l'air est rapidement raréfié. Des lancements dans l'atmosphère à haute altitude conduisent, avec des forces de frottement de plus en plus négligeables, à des trajectoires très proches d'une trajectoire balistique.
==Trajectoire balistique==
La compréhension de ce qui suit est accessible à tout lecteur. Pour la faciliter il peut garder en tête que:
* le missile balistique joue le rôle du lanceur de poids. Ce dernier par un mouvement ad hoc (c'est le parcours propulsé pour le missile balistique) lance le poids.
* le poids devient pour le missile balistique son arme, placée à son extrémité haute.
On appelle trajectoire balistique le parcours d'un objet lancé à une vitesse donnée et uniquement soumis à une force d'attraction.
C'est presque le cas du poids (frottement de l'air négligeable, attraction de la Terre). C'est la cas, de même, de l'arme lancée dans l'espace par le missile balistique. C'est encore le cas du satellite lancé par une fusée autour d eta Terre.
Dans son principe et s'agissant de la Terre soumise à l'attraction du Soleil, 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 11km/s (vitesse dite de libération) c’est une hyperbole et l’objet (on l'appelle alors sonde spatiale) quitte la Terre; entre 11km/s et 8km/s (dite vitesse de satellisation) c’est une ellipse et l’objet tourne autour (un satellite); à moins de 8km/s c’est toujours une ellipse mais elle intercepte la Terre et l’objet lancé y revient (une arme).[[File:Missile balistique 22.png|right|500px]]
===Trajectoire elliptique===
C'est la trajectoire du poids ou de la flèche lancée par l'archer dans le schéma à gauche ou encore de tout objet lancé à une vitesse inférieure à la vitesse de libération. Dans leurs cas leur parcours est faible (la dimension du stade). On considère alors que le force de gravité est restée parallèle à elle même pendant ce parcours, le centre de la Terre étant très loin (6400 km) au regard du parcours de l'objet lancé (quelques mètres ou dizaines de mètres de hauteur).
En considérant que la gravité reste parallèle à elle même la trajectoire est une parabole. Les calculs sont bien plus aisés avec un parabole qu'avec une ellipse. Ils permettent de mettre facilement en évidence l'angle de 45° bien connu qui confère la portée maximum. Mais ne l'oublions pas, la vraie trajectoire est une ellipse. La parabole n'est qu'une approximation.
Dès que le parcours est plus grand (un partie de la Terre, schéma de droite), l'approximation ne vaut plus. C'est bien le cas lorsqu'un missile balistique lance un arme dans l'espace à une altitude de plusieurs centaines, voire milliers de kilomètres.
La gravité agissant sur l'arme est à tout instant dirigée vers le centre de la Terre pendant le long du parcours de l'arme lancée. Il en est de même pour un satellite.
Les parcours dans l'espace sont entièrement déterminés par la vitesse acquise au lancement (en grandeur et en direction).
===Vitesses===
[[File:Missile balistique 23.png|left|600px]]
La connaissance de la vitesse au point de lancement B caractérise une et une seule ellipse qui sera la trajectoire parcourue (figure1).
On doit au savant russe Constantin Tsiolkovski, on l'a dit, d'avoir mis en évidence la vitesse au lancement (en grandeur et en direction) comme l'élément nécessaire et suffisant pour caractériser la trajectoire (figure2). Peu importe la masse de l'objet lancé.
Il est très important de bien noter que la vitesse ''détermine la portée''. A faible vitesse, l'ellipse est toute petite. L'objet retombe vite. Il ne va pas loin. C'est le cas du poids ou de la flèche.
Quand la vitesse s'accroît, l'ellipse "grandit". Très vite, elle va intercepter la Terre de plus en plus loin.
À '''1km/s''' en sortie de la bouche du canon d'un obusier (on néglige toujours le frottement de l'air) l'obus atteint 50 km (ordre de grandeur). L'apogée de l'ellipse (le point le plus haut de la trajectoire) s'exprime en kilomètres.
À '''4 km/s''' l'arme lancée atteint 4000 km (ordres de grandeur, chiffres arrondis)
À '''7 km/s''' l'arme lancée atteint 10.000 km (ordres de grandeur, chiffres arrondis)
À '''8 km/s''' (la vitesse de satellisation) l'arme lancée atteindrait plus de 20.000 km ( la demie circonférence de laTerre) et ainsi "raterait" la Terre et se satelliserait ce qui est interdit par Traité de l'ONU sur l'Espace (1967).
Aucun missile balistique ne lance donc son arme à plus de 8 km/s !
Cela dit, c'est techniquement très difficile de construire un missile balistique qui lance à une vitesse proche de la vitesse de satellisation, 7 km/s par exemple. 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 qui, d'ailleurs, n'arriveraient pas à ces portées sans de multiples ravitaillements.
Le missile balistique prend le relai de l'obusier. L'évolution des techniques va lui permettre d'aller progressivement de plus en plus vite et donc de plus en plus loin.
Aller très vite du premier coup est effet impossible. Le premier missile balistique, le V2, ne lançait guère au-delà de 1 km/s. Il est l'ancêtre des missiles balistiques intercontinentaux - la dernière génération - qui ont succédé aux évolutions successives du V2 - les générations intermédiaires - appelées au fur et à mesure des progrès techniques: missile balistiques "de courte portée", "de portée intermédiaire", et enfin - puisqu'il n'y plus a aucune raison d'aller plus loin un fois qu'on en est là - "de longue portée".
==Trajectoires du missile balistique==
Un missile balistique présente non pas une mais ''trois trajectoires successives'' de natures fondamentalement différentes.
Dans le schéma ci-dessous un missile balistique intercontinental (ici de portée 10.000km pour arrondir le chiffre) tiré au point '''A''' lance son arme au point '''B''', à 300 km d'altitude. L'arme, et elle seule (il n'y a plus de missile balistique, voir ci-dessous), parcourt une trajectoire balistique de '''B''' à '''C'''. Elle passe par un apogée (le point le plus haut de l'ellipse) à 3.000 km pour redescendre vers l'atmosphère. La trajectoire n'est plus balistique de '''C''' à '''D''': un très important frottement de l'air lors de la rentrée dans l'atmosphère devient la force principale qui s'exerce sur l'arme.
*de A à B: trajectoire du missile balistique lui-même sous l'effet de la combustion de ses ergols (cf.ci-dessous). Elle provoque une énorme force de propulsion et le parcours propulsé n'a donc rien de balistique. Il dure de 1 minute (missiles balistiques de première génération) à un peu plus de 3 minutes (ceux de dernière génération, à très longue portée). À la fin du parcours propulsé le missile balistique (qui n'existe plus) a lancé l'arme dans l'espace.
*de B à C: montée de l'arme qui s'éloigne de la Terre jusqu'à l'apogée pour redescendre vers l'atmosphère. C'est le parcours le plus long. De l'ordre de 5 minutes pour les faible portées, 15 minutes pour les portées intermédiaires, 30 minutes pour les plus grandes portées. Les apogées sont respectivement d'une centaine, d'un millier ou de plusieurs milliers de kilomètres.
*de Cà D: traversée de l'atmosphère extrêmement brève telle une étoile filante, provoquant une chaleur (jusqu'à plusieurs milliers de degrés) d'autant plus intense que les vitesses sont grandes. L'arme est protégée par un bouclier.
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