C'est dur avec la gravité, mais encore pire sans elle
Vu plus d'une fois dans les films, "activer" la gravité à bord d'un vaisseau spatial voyageant dans l'espace a l'air très cool. Sauf que leurs créateurs n'expliquent presque jamais comment c'est fait. Parfois, comme dans 2001 : L'Odyssée de l'espace (1) ou les nouveaux Passagers, il est démontré que le vaisseau doit être tourné pour simuler la gravité.
On peut demander de manière quelque peu provocante - pourquoi la gravité est-elle nécessaire à bord d'un vaisseau spatial ? Après tout, c'est plus facile sans gravité générale, les gens se fatiguent moins, les choses transportées ne pèsent rien et de nombreuses tâches demandent beaucoup moins d'efforts physiques.
Il s'avère cependant que cet effort, associé au dépassement constant de la gravité, est extrêmement nécessaire pour nous et notre corps. Pas de gravitéIl a été prouvé depuis longtemps que les astronautes subissent une perte osseuse et musculaire. Les astronautes de l'exercice ISS luttent contre la faiblesse musculaire et la perte osseuse, mais perdent toujours de la masse osseuse dans l'espace. Ils doivent faire deux à trois heures d'exercice par jour pour maintenir leur masse musculaire et leur santé cardiovasculaire. De plus, non seulement ces éléments, directement liés à la charge sur le corps, sont affectés par l'absence de gravité. Il y a des problèmes avec le maintien de l'équilibre, le corps est déshydraté. Et ce n'est que le début des problèmes.
Il s'avère qu'il s'affaiblit également. Certaines cellules immunitaires ne peuvent pas faire leur travail et les globules rouges meurent. Il provoque des calculs rénaux et affaiblit le cœur. Un groupe de scientifiques russes et canadiens a analysé les conséquences de ces dernières années microgravité sur la composition des protéines dans les échantillons de sang de dix-huit cosmonautes russes qui ont vécu sur la Station spatiale internationale pendant six mois. Les résultats ont montré qu'en apesanteur, le système immunitaire se comporte de la même manière que lorsque le corps est infecté, car le corps humain ne sait pas quoi faire et essaie d'activer tous les systèmes de défense possibles.
Chance dans la force centrifuge
Donc on sait déjà très bien que pas de gravité ce n'est pas bon, voire dangereux pour la santé. Et maintenant? Non seulement les cinéastes, mais aussi les chercheurs voient une opportunité dans force centrifuge. Être gentil forces d'inertie, il imite l'action de la gravité, agissant effectivement dans une direction opposée au centre du référentiel inertiel.
L'applicabilité a été recherchée pendant de nombreuses années. Au Massachusetts Institute of Technology, par exemple, l'ancien astronaute Lawrence Young a testé une centrifugeuse, qui rappelle quelque peu une vision du film 2001 : l'Odyssée de l'espace. Les gens sont allongés sur le côté sur la plate-forme, poussant la structure inertielle qui tourne.
Puisque nous savons que la force centrifuge peut remplacer au moins partiellement la gravité, pourquoi ne construisons-nous pas des navires ce tour-ci ? Eh bien, il s'avère que tout n'est pas si simple, car, premièrement, de tels navires devraient être beaucoup plus gros que ceux que nous construisons, et chaque kilogramme de masse supplémentaire transporté dans l'espace coûte cher.
Considérons, par exemple, la Station spatiale internationale comme référence pour les comparaisons et les évaluations. C'est à peu près la taille d'un terrain de football, mais les quartiers d'habitation ne représentent qu'une fraction de sa taille.
Simuler la gravité Dans ce cas, la force centrifuge peut être approchée de deux manières. Soit chaque élément tournerait séparément, ce qui créerait de petits systèmes, mais ensuite, comme le notent les experts, cela pourrait être dû à des impressions pas toujours agréables pour les astronautes, qui pourraient, par exemple, ressentez une gravité différente dans vos jambes que dans le haut de votre corps. Dans une version plus grande, l'ensemble de l'ISS tournerait, ce qui, bien sûr, devrait être configuré différemment, un peu comme un anneau (2). À l'heure actuelle, la construction d'une telle structure entraînerait des coûts énormes et semble irréaliste.
2. Vision d'un anneau orbital fournissant une gravité artificielle
Cependant, il y a aussi d'autres idées. par exemple, un groupe de scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder travaille sur une solution avec un peu moins d'ambition. Au lieu de mesurer la "recréation de la gravité", les scientifiques se concentrent sur la résolution des problèmes de santé associés au manque de gravité dans l'espace.
Tel que conçu par les chercheurs de Boulder, les astronautes pourraient ramper dans des pièces spéciales pendant plusieurs heures par jour pour obtenir une dose quotidienne de gravité, ce qui devrait résoudre les problèmes de santé. Les sujets sont placés sur une plate-forme métallique semblable à un chariot d'hôpital (3). C'est ce qu'on appelle une centrifugeuse qui tourne à une vitesse inégale. La vitesse angulaire générée par la centrifugeuse pousse les jambes de la personne vers la base de la plate-forme, comme si elle se tenait debout sous son propre poids.
3. Appareil testé à l'Université de Boulder.
Malheureusement, ce type d'exercice est inévitablement associé à des nausées. Les chercheurs ont cherché à savoir si la nausée est vraiment un prix inhérent qui lui est associé. gravité artificielle. Les astronautes peuvent-ils entraîner leur corps à être prêts pour des forces G supplémentaires ? A la fin de la dixième séance des volontaires, tous les sujets tournaient à une vitesse moyenne d'environ dix-sept tours par minute sans aucune conséquence désagréable, nausées, etc. C'est un exploit significatif.
Il existe des idées alternatives pour la gravité sur un navire. Ceux-ci incluent, par exemple, le Canadian Type System Design (LBNP), qui lui-même crée un lest autour de la taille d'une personne, créant une sensation de lourdeur dans le bas du corps. Mais est-ce suffisant pour une personne d'éviter les conséquences du vol spatial, qui sont désagréables pour la santé ? Malheureusement, ce n'est pas exact.
