Explications

La recherche en microgravité représente une panoplie riche et variée d'expérimentations qui trouvent leur application dans la vie de tous les jours. Pour mieux appréhender un phénomène, il faut tenter de comprendre le mécanisme de son fonctionnement dans diverses conditions. La gravité terrestre met en évidence des spécifications mais pas toutes. Réaliser une même expérience dans des conditions d'apesanteur peut donner des résultats bien différents. L'exemple d'une flamme est révélateur des différences entre la gravité terrestre et sans cette gravité. Si sur Terre, la flamme monte, en gravité 0, elle reste autour de sa mèche.

L'espace et plus généralement la gravité 0 devient un terrain d'expérimentation qui ouvre des perspectives bien au-delà ce que soupçonne l'homme de la rue.

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Comparaison d'une flamme en gravité et sans gravité
Comportement d'une flamme en gravité terrestre et sur la droite en gravité 0. Photo Nasa/LRC (Agrandir)

Vols automatiques

Le principal inconvénient de la recherche en microgravité ce sont les turbulences qui peuvent fausser les résultats obtenus. L'incidence de l'homme sur les expériences a poussé les agences spatiales à développer des missions automatiques à bord de vaisseaux récupérables. Le plus connu est sans conteste le Foton russe directement dérivé du Vostok dans lequel Youri Gagarine a pris place en ce 12 avril 1961. Le vaisseau est lancé avec une fusée Soyuz et reste de 12 à 15 jours dans l'espace durant lesquels les expériences embarquées se déroulent de manière entièrement automatiques. En fin de mission, la partie récupérable se détache du module de propulsion et rentre dans l'atmosphère avant d'atterrir, suspendue au sommet d'un parachute. La première mission Foton remonte à avril 1985. Depuis, plusieurs missions ont été réalisées, pour la plupart dans le cadre d'opérations internationales, notamment avec l'agence spatiale européenne.

Foton M-3
Illustration du vaisseau Foton M-3 - Photo ESA (Agrandir)

Vols habités

Le meilleur endroit pour étudier les effets de l'apesanteur sur le corps humain est la station spatiale. Une fois en orbite, la première chose qui guette le voyageur de l'espace est le mal de l'espace, comparable au mal de mer. Il a la tête lourde, le visage gonflé, les jambes flageolantes et est pris de vomissements dans près d'un cas sur deux. L'explication à ce mal est très simple dans les grandes lignes. Sur Terre, lorsque l'on est debout, on aperçoit le plafond en haut, le sol en bas et les murs sur les côtés. Le cerveau interprète notre position selon la vue. Le liquide à l'intérieur de notre oreille donne la même information que nos yeux. Il n'y a pas de contradiction pour le cerveau. Dans l'espace, nos yeux perçoivent toujours les mêmes choses mais le liquide de notre oreille interne, par effet de microgravité, ne donne pas la même information. Ces 2 données, contradictoires, sont envoyées au cerveau. Celui-ci n'arrive pas à interpréter notre position et donne l'alerte, ce sont les effets du mal de mer. En orbite, il n'y a pas de gravité et donc, la force qui maintient notre colonne vertébrale bien soudée n'existe plus. Les vertèbres s'éloignent légèrement l'une de l'autre et la colonne vertébrale s'allonge de quelques centimètres. Les liquides, comme le sang et autres ont tendance à remonter vers le haut. C'est pourquoi, les astronautes ou cosmonautes ont toujours l'air un peu bouffis après un long séjour.

Deux autres effets de l'apesanteur sur l'organisme humain sont la décalcification des os et l'atrophie des muscles. Comme dans l'espace, il n'y a pas de gravité, nos muscles forcent moins. Au bout de quelques jours, notre masse musculaire diminue. Pour rester en forme au retour sur Terre, il est conseillé aux astronautes de faire minimum 2 heures d'exercices si la durée de la mission dépasse la semaine.

Avec la navette, les Etats-Unis disposait d'un laboratoire pour les expérimentations de courte durée, n'excédant pas 16 jours. L'espace restreint de la cabine a poussé l'agence spatiale américaine à commander 2 laboratoires à installer dans sa soute, le Spacelab et le Spacehab.

Le Spacelab est de construction européenne et a été fabriqué en 2 exemplaires qui ont volé entre 1983 et 1998. En plus d'un module pressurisé, Spacelab comprend également un ensemble de palettes disposées dans la soute. Selon la mission à réaliser, Spacelab est soit en version module pressurisé, soit module pressurisé + palettes, soit palettes seules.

Spacehab est un module plus léger et qui permet de disposer de plus de place. Il est de fabrication américaine et n'existe qu'en 2 versions: module simple, module double. Il peut tout aussi bien servir pour des missions de recherche que pour des missions de ravitaillement d'une station spatiale.

Expérience ISS
L'astronaute Karen Nyberg travaillant sur l'expérience INSpace 3 à bord de l'ISS - Photo Nasa (Agrandir)

Sources

  • Space Connection 20 - Vivre dans une station spatiale
  • Space Connection 29 - La microgravité en Belgique
  • Space Connection 36 - La station spatiale internationale ISS