Des astronautes d'un jour, abordables pour tous, c'est possible ? Le truc (qui n'en est pas un) s'appelle vol parabolique, un avion qui simule, bien que dans des "sessions" de 30 secondes qui sont cependant répétées de nombreuses fois, exactement ce que les astronautes vivent avec une atmosphère nulle. Faire des expériences scientifiques ou virevolter dans les airs, on l'a fait : voilà comment ça s'est passé.
La gravité
La gravité est l'une des quatre interactions fondamentales de la physique, et c'est un phénomène auquel tout le monde dans l'Univers est soumis : de la naissance à la mort, nous passons toute notre vie soumis à une force, par certains côtés encore mystérieuse, qui nous fait tomber des objets incontrôlable, nous permet de nous coucher sans nous envoler et permet à notre Terre d'orbiter autour du soleil.
Jusqu'aux années 60, aucun humain n'avait connu laapesanteur, puis avec les premiers voyages spatiaux et ensuite avec les premiers laboratoires dans l'espace, il a été possible d'amener des hommes et des équipements dans un environnement où la gravité s'annule ou presque, ouvrant de nouvelles frontières à la science.
L'étude des effets de l'apesanteur sur le corps humain, par exemple, est essentielle pour comprendre si et comment l'homme peut vivre de longues périodes dans l'espace et donc, théoriquement, coloniser de nouvelles planètes après de longs voyages en apesanteur. Au fil des ans, il est devenu évident que le effets d'apesanteur sur le corps humain sont remarquable, les muscles et les os qui ne sont plus sollicités par le poids du corps ont tendance à perdre de la masse et de la densité même après seulement 30 jours dans l'espace, et c'est pourquoi sur la station spatiale internationale, les astronautes doivent suivre un régime lourd d'exercices physiques où ils simulent le conditions de la Terre pour garder les muscles et les os en forme.
Dans les laboratoires de la station spatiale, ils sont également testés Médicaments, matériaux et phénomènes physiques qui ne peut être expérimenté qu'en présence de microgravité ; naturellement le coût très élevé des missions spatiales ne permet d'apporter que peu d'expériences à l'ISS, mais les demandes sont nombreuses et donc on a cherché un moyen de créer sur terre des conditions similaires ou égales à celles de l'espace, afin de pouvoir réaliser des expériences sur des choses et des personnes sans avoir à entreprendre un voyage dans l'espace.
Mais rien n'existe sur Terre machine anti-gravité, donc, pour expérimenter les conditions qu'ils trouveront en orbite, les astronautes et les matériaux ont peu de possibilités : les astronautes peuvent s'entraîner dans d'immenses piscines pour recréer des effets similaires à ceux du microgravité spatiale, mais pour les expériences et les objets, c'est plus compliqué.
Ils peuvent être logés dans des catapultes qui lancent un objet le plus haut possible ou largués dans de hautes tours : pendant la phase de retombée l'objet (ou la personne) est dans les mêmes conditions que l'espace, mais cet effet dure très peu de secondes et c 'est toujours le problème de décélération soudaine.
Le vol parabolique
La méthode la plus pratique actuellement utilisée est celle de vols paraboliques avec des avions spéciaux, où, pendant la phase de chute, tout ce qui se trouve à l'intérieur flotte exactement comme si vous étiez dans l'espace. De même qu'en sautant d'une haute falaise dans la mer on éprouve une sensation d'apesanteur pendant quelques instants, de même lors d'un plongeon en avion, les personnes et les choses à l'intérieur sont pratiquement en apesanteur. En réalité, lors de ces vols spéciaux, l'avion ne tombe jamais en piqué vertical, mais effectue une parabole spécifique où, suite à une très forte accélération en montée, il est possible de flotter en apesanteur pendant environ 30 secondes, à partir du sommet de la parabole jusqu'à sa fin finale, avant que l'avion ne reprenne son vol en palier, rétablissant la gravité. Pendant le vol parabolique des expériences scientifiques peuvent être réalisées et étant donné que de nombreuses paraboles (une trentaine) sont effectuées pour chaque vol, au final de nombreuses minutes d'apesanteur peuvent être récoltées, précieuses pour la réalisation de tests scientifiques.
L'Airbus utilisé par l'ESA
L'ESA utilise un Airbus modifié de la compagnie Ninespace pour ce type de vol, et nous avons pu participer à la 71e campagne de vols paraboliques en voyant les expériences se faire et flotter en apesanteur comme les astronautes. L'Airbus utilisait, autrefois avion d'État de la chancelière Merkel, en réalité il n'a été modifié qu'à l'intérieur, supprimant la plupart des sièges et adaptant une partie du fuselage à une zone de chargement sans hublot : l'extérieur et l'avionique n'ont pas été modifiés et cela signifie que, théoriquement, n'importe quel avion de ligne peut effectuer des manœuvres de vol parabolique.
Ces manœuvres sont assez extrêmes même si elles sont parfaitement sûres. L'avion se cabre très vite et presque verticalement dans le ciel, avec une inclinaison d'environ 50 degrés provoquant une forte accélération interne pouvant aller jusqu'à 1,8G, soit près du double de la force perçue au sol et légèrement inférieure à l'accélération maximale subie lors du lancement de la navette spatiale, égale à 3G. Arrivé juste avant le point culminant de la parabole commence la phase zéro G (même s'il est plus correct de dire "microgravité" car il y a tout de même une petite accélération résiduelle), qui dure tout au long de la descente de l'avion, jusqu'à ce qu'il décolle en palier. Au bout d'une minute et demie environ, une nouvelle parabole commence et le cycle se répète depuis le début : pendant toutes les phases, le commandant de bord annonce les degrés d'inclinaison et le temps résiduel à zéro G par le haut-parleur.
Il est important de noter que les phénomènes physiques vécus en 30 secondes environ sont exactement les mêmes que ceux vécus sur l'ISS, y compris le comportement des fluides et même des flammes : une allumette allumée à zéro G se comporte en fait différemment, la flamme est plus petite et presque sphérique, avec des températures plus basses que sur terre. En fait, même l'ISS est en chute libre e il est faux de parler d'absence de gravité: en fait celle-ci est annulée par le mouvement circulaire de la station autour de la terre, mouvement qui l'empêche de s'écraser sur la Terre. Dans ses vols paraboliques, l'ESA est également capable de recréer des conditions de gravité particulière, telles que celles rencontrées sur la Lune ou sur Mars, pour effectuer des tests spécifiques pour ces missions.
Voler dans un avion zéro-G
Mais voler à zéro G est-il gênant ? En fait, les premiers avions de ce type s'appelaient "Vomit Comet" pour des raisons évidentes, mais aujourd'hui c'est plus difficile de se sentir mal, tant pour les médicaments qui peuvent être pris (semblables à ceux contre le mal de mer) que pour l'entraînement spécifique sur la meilleure position à tenir pendant les paraboles. En fait, si vous vous adaptez presque immédiatement à la phase d'absence de gravité, la phase précédente de forte accélération est plus gênante, dans laquelle vous sentez tout le corps, et la peau, tirer violemment vers le bas.
Dans cette phase, il est recommandé pour les premières paraboles de se coucher sur le sol, mais déjà après un certain temps, vous pouvez vous tenir debout en toute sécurité, l'important est de regarder et de ne pas bouger la tête, sinon le sens de l'équilibre pourrait être affecté avec un malaise conséquent. Cependant, l'adaptation est assez rapide et de toute façon tout, de l'accélération initiale à la fin de la parabole, ne prend que 1,15 minutes ; aussi pour cette raison, les vols paraboliques sont maintenant principalement utilisés pour expériences scientifiques et ils ne sont quasiment plus l'apanage des astronautes, qui n'effectuent que des vols d'acclimatation, préférant la piscine où ils peuvent faire de longues séances semblables à de stressantes sorties dans l'espace. L'avion est piloté par trois pilotes simultanément, chacun d'entre eux étant soucieux de maintenir l'un des paramètres fondamentaux (montée, plongée, etc.) parfaitement aligné pour éviter les problèmes en cabine. Une curiosité : le temps total passé à zéro G à l'intérieur de l'avion de l'ESA est en tout cas supérieur à ce qui sera vécu une fois que les vols suborbitaux actuellement testés par certaines compagnies, comme Virgin Galactic, seront ouverts aux touristes spatiaux. Pour ceux qui veulent ressentir immédiatement le frisson de voler sans gravité Ninespace organise des vols ouverts à tous, coûtant environ 6.000€ un personnage: une partie des bénéfices est reversée à des activités de recherche scientifique.
Expérimenter avec zéro G
Les recherches scientifiques possibles sur le plan Novespace peuvent concerner pratiquement n'importe quel domaine de la science : généralement elles sont université e instituts de recherche qui conçoivent un projet scientifique à soumettre auque. Si cela est approuvé, les expérimentateurs et leurs équipements seront hébergés dans l'avion pour mettre leurs théories en pratique, et certaines de ces expériences pourront même plus tard être hébergées sur l'ISS.
La réalisation d'expériences dans des conditions aussi extrêmes nécessite une planification minutieuse de l'équipement, également en raison du temps limité disponible pour l'expérience : tout doit être solidement fixé à l'avion ou contenu dans des racks spéciaux, qui à leur tour sont recouverts d'un matériau antichoc et de caoutchouc mousse , pour éviter les dommages ou les blessures lorsque les choses et les personnes cessent de flotter pour revenir rapidement à la gravité normale.
Les expérimentateurs sont généralement ancrés avec des rubans au sol ou aux murs pendant la phase zéro G, afin de pouvoir effectuer les mesures nécessaires à la collecte des données, les équipements et les PC doivent dans tous les cas être calibrés pour résister à la grande accélération de la phase initiale de la parabole : par exemple, il pourrait y avoir des problèmes avec les têtes des disques durs, qui pourraient être endommagées ou se mettre automatiquement en position de repos, provoquant la perte de données, pour cette raison elles sont presque toujours utilisées disques durs à semi-conducteurs sans pièces mobiles. Pendant le 71e campagne de nombreuses expériences très différentes ont été réalisées, allant de la biologie à la chimie en passant par la physique. Par exemple, l'Université de Lucerne a réalisé des tests pour voir comment le cartilage se comporte en apesanteur, tandis que l'Université de Zurich a imaginé une expérience pour évaluer les effets de l'apesanteur sur la raideur vertébrale : un volontaire, ancré au sol avec un torse nu et avec un appareil attaché à son dos, où effectuer des tests dans les phases zéro G. Une autre expérience particulièrement complexe en termes de logistique a été celle testée par Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon qui voulait tester l'influence de la gravité sur perception à distance entre les objets et l'observateur, mettant en place une sorte de traîneau pour essayer d'approcher un objet avec un expérimentateur les yeux bandés dans des conditions de microgravité.
L'Italie en apesanteur
L'Italie était représentée parUniversité de Pise en collaboration avec le MIT où l'équipe dirigée par le professeur Paolo Di Marco a expérimenté la "mouillabilité" des surfaces, c'est-à-dire la manière dont un liquide mouille une surface : par exemple, la manière dont une goutte reste sur un acier ou sur du beurre, et cet exemple simple a d'énormes applications industrielles, car la façon dont une surface est mouillable a des implications sur les transferts de chaleur, par exemple dans les systèmes de refroidissement des réacteurs nucléaires.
En dehors du travail, cependant, il y a une zone dans l'avion appelée "zone flottante libre», une sorte de cage entourée de filets où l'on peut simplement s'amuser à flotter dans les airs sans risque d'accident : évidemment aucun des expérimentateurs ne résiste à la tentation de l'essayer au moins une fois lorsqu'il est à l'abri des tests scientifiques, et c'est possible pour l'expérience la plus audacieuse marcher sur les murs, ou tout simplement tourbillonnant dans l'air col juste pour le fun.
La durée totale d'une campagne de vol, du décollage de la base de Bordeaux en France à son retour, est d'environ trois heures et pour les pilotes, les expérimentateurs ou toute personne à bord, c'est un terme à garder à l'esprit pour une raison bien précise : il n'y a pas de toilettes traditionnelles à bord pour, disons, des raisons de gravité, il n'y a que des "dispositifs de secours" pour des situations véritablement indéterminables . Le Besoins psycologiques ils ne regardent même pas face à la gravité.
