Regardez des scientifiques transformer un avion en laboratoire de recherche sur la gravité lunaire (vidéo)
Des scientifiques européens transforment un avion en un laboratoire de simulation de gravité lunaire pour préparer les astronautes et la technologie aux futurs alunissages dans le cadre des missions Artemis dirigées par la NASA.
la lune C’est un petit monde étrange. juste à propos de 1,2% de la masse de la TerreLe compagnon de notre planète exerce une force gravitationnelle beaucoup plus faible sur les objets à sa surface que la planète mère. En conséquence, l’astronaute sur la lune a l’impression de ne peser qu’un sixième de son poids terrestre. Il en va de même pour tout l’équipement que les astronautes utiliseront. Cela peut sembler sans importance, mais cette faible gravité crée toutes sortes de problèmes imprévus auxquels les laboratoires de recherche du monde entier ont du mal à se préparer. Atterrir. Cependant, il existe une façon de découvrir la lune la gravité Alors que vous êtes aux frontières de la Terre et explorez ces défis avant d’aller sur la Lune : un vol parabolique.
Les vols paraboliques, connus pour générer de l’apesanteur, sont fréquemment utilisés pour préparer les astronautes aux missions dans l’espace Station spatiale internationale. Mais en avril de cette année, l’Agence spatiale européenne (ESA) a lancé son premier survol parabolique qui se concentrait uniquement sur la simulation de la gravité de la Lune et de Mars. Des chercheurs de toute l’Europe sont descendus dans la ville française de Bordeaux, base de la société française Novisspace, le seul fournisseur européen de vols paraboliques à des fins scientifiques, et ont rempli l’Airbus A310 converti avec toutes sortes d’expériences et de démonstrations techniques.
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Au cours de cette campagne d’essais en avril, l’avion s’est envolé trois fois pour des promenades en montagnes russes de trois heures, chacune impliquant 31 manœuvres équivalentes soigneusement exécutées. Au cours de ces manœuvres, les pilotes montent d’abord l’avion à pleine vitesse à un angle de 50 degrés, puis tirent la manette des gaz pour permettre à l’avion de glisser au-dessus d’une parabole en chute libre. Ensuite, l’avion sort de la parabole et entre dans une brève période de vol uniforme.
Pendant la montée et la manœuvre de sortie qui s’ensuit, les objets et les passagers à l’intérieur de l’avion sont soumis à environ deux fois la force de gravité terrestre pendant 20 secondes. En chute libre, ils profitent d’un peu d’apesanteur ou d’apesanteur en moins d’une demi-minute, selon la façon dont les pilotes exécutent la manœuvre. Les chercheurs peuvent se préparer à une aventure difficile qui emmènera les humains à environ 240 000 milles (385 000 km) de la Terre. Et il y a beaucoup à préparer.
« Sur la Lune, il y a encore de la gravité mais elle est très faible », explique Jean-François Clervoy, fondateur de Novespace et astronaute français à la retraite, qui s’est rendu en 1999 à Le télescope spatial Hubble, a-t-il déclaré à Space.com. « Donc, parce que la gravité est légère, vous devez repenser la façon dont vous concevez les mécanismes, qu’il s’agisse de transporter un rover ou tout le matériel qui sera utilisé sur la lune, y compris les combinaisons spatiales. »
Par exemple, les astronautes sur la Lune ne peuvent pas marcher aussi bien que les gens sur Terre. Dans un clip qui a été tourné dans les années 70 Atterrissage d’ApollonLes astronautes sont connus pour sauter comme des kangourous. Ainsi, lors du survol d’avril, une équipe de l’Agence spatiale européenne a testé comment un astronaute sautant pouvait contrôler un simple appareil conçu pour transporter du matériel sur la lune. L’appareil nommé LESA pour Association de soutien à l’équipement lunaire, précédemment utilisé dans les simulations sous-marines. Cependant, le survol d’avril était le premier vol de LESA en gravité lunaire.
« Nous voulons tester la façon dont un astronaute marcherait dans la gravité lunaire [lunar] Déplacez et tirez ou poussez ce type d’équipement », a déclaré Herve Steevenen, instructeur en chef des astronautes européens, à Space.com. Nous voulons voir comment l’équipement réagira sur le terrain accidenté en gravité lunaire et à quel point il sera difficile de le contrôler. »
Ainsi, les chercheurs ont installé des rochers sur le sol de la cabine spacieuse bordant l’avion Novespace pour créer un parcours d’obstacles miniature sur lequel ils poussaient et tiraient LESA lors des combats à faible gravité.
Stephenen a des visions audacieuses pour Novespace et son rôle dans la préparation des astronautes pour l’ère à venir de l’exploration lunaire. Au cours de la campagne de tests en avril, lui et ses collègues ont mené des expériences de réalité virtuelle, plaçant les sujets de test dans une simulation réaliste de la surface lunaire via un casque de réalité virtuelle. Les sujets de test devaient effectuer des tâches simples pendant les changements gravitationnels lunaires, se sentant exactement comme s’ils étaient sur la vraie lune.
Comme il s’agissait du premier lecteur de ce type, les tâches impliquées étaient plutôt simples, comme déplacer une boîte à outils d’un point A à un point B que le sujet de test pouvait voir dans le casque, mais qui se trouvait également devant lui. . À l’avenir, le cadre de la réalité virtuelle pourrait devenir plus complexe et les tâches plus complexes.
« Avec ce casque, la fidélité est si élevée que vous avez l’impression d’être aux anges », a déclaré Stevinen. « Maintenant, en plus de ce que vous essayez de comprendre dans l’environnement virtuel, vous ajoutez une gravité partielle, vous vous déplacez vraiment comme si vous étiez sur la lune. Vous faites vraiment partie de l’univers. » [the lunar environment] Nous espérons qu’il y aura un potentiel élevé pour la formation des astronautes à l’avenir qui combine ces deux technologies.
De nombreuses expériences à bord au cours de la campagne d’avril se sont concentrées sur la santé humaine et les performances en faible gravité. Les scientifiques en savent long sur Que fait l’apesanteur au corps humain ? Grâce à des années de recherche sur la Station spatiale internationale. Cependant, ils savent très peu de choses sur ce qui se passe dans la gravité lunaire ou la gravité de la lune Mars.
« Nous savons très peu de choses sur l’effet de la gravité lunaire sur les humains car les gens sont sur la lune depuis très peu de temps », a déclaré Alexander Schöker, professeur de médecine et directeur académique à l’Université Ludwig Maximilians de Munich. Allemagne, a-t-il déclaré à Space.com. « Et il y a un problème supplémentaire car nous ne pouvons pas facilement simuler la gravité lunaire sur Terre. »
Sur Terre, les chercheurs en physiologie spatiale courent régulièrement Études sur l’alitement, où des groupes de volontaires passent des jours voire des semaines allongés dans leur lit. Leurs muscles et leurs os s’affaiblissent rapidement lorsqu’ils ne sont pas utilisés, comme ils le feraient s’ils étaient en état d’apesanteur. Mais les scientifiques doivent savoir si la gravité plus faible de la Lune suffira à compenser ce déclin physique.
« Les études sur l’alitement peuvent simuler la microgravité, mais personne ne sait vraiment quelle est la condition correcte pour simuler la gravité lunaire ou la gravité martienne », a déclaré Shuker. « Nous sommes toujours dans une sorte de boîte noire où nous ne savons pas ce que les humains vont rencontrer et comment ils vont gérer ces conditions sur la lune lorsqu’ils restent plus de quelques jours. »
Alors que les plus longs atterrissages de l’ère Apollo ont duré un peu plus de trois jours, à l’avenir Missions d’Artémis Il peut voir les astronautes rester sur la surface lunaire jusqu’à un mois.
Au cours de la campagne de tests en avril, Shuker et son équipe ont mené une expérience contenant des cellules immunitaires humaines, dans l’espoir de voir si le système immunitaire humain serait autant endommagé en gravité lunaire qu’en apesanteur. depuis Expériences précedentesLes chercheurs savent que les cellules immunitaires ont du mal à atteindre le site de l’infection, laissant les astronautes vulnérables aux maladies. Ce conflit est causé par l’incapacité des cellules à adhérer à la paroi du vaisseau qui les contient.
« Nous avons vu dans la configuration expérimentale qu’en aucune gravité, nous avons une cellule d’écoulement centralisée au milieu de la chambre d’écoulement, donc [the cells] Il se déplace plus rapidement et est central, il peut donc être difficile d’entrer en contact avec la paroi du vaisseau », a déclaré Dominik Moser, biologiste au département d’anesthésiologie de l’hôpital universitaire de Munich, à Space.com. Nous étudions maintenant ce problème dans la gravité lunaire et martienne. »
Une autre équipe a piloté une imprimante 3D conçue pour fabriquer des outils simples à partir d’un mélange de poussière lunaire et de plastique 3D standard. Tout comme LESA, cet appareil a également été réalisé en gravité lunaire pour la première fois, et les chercheurs évaluent maintenant comment la gravité lunaire affecte le processus d’impression 3D.
Le programme Artemis s’attend à ce que les humains atterrissent sur la lune en 2025. D’ici la fin de cette décennie, la NASA prévoit de construire une base permanente près du pôle sud lunaire qui accueillera des visites régulières de la Terre. Avant que cela ne se produise, l’avion parabolique de Novespace prendra probablement de nombreuses fois le ciel pour aider les scientifiques et les astronautes à mieux se préparer à la plus grande aventure du 21e siècle.
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