Partie III

Nous avons vu dans cette seconde partie que le lanceur est le seul moyen actuel pour quitter la terre . Le moteur-fusée est le seul engin capable de délivrer assez de puissance pour s'arracher à l'attraction terrestre. Cependant, tout seul, il ne suffit pas à s'extraire du champ gravitationnel terrestre. Il faut prendre en compte la structure de la fusée : Le découpage en plusieurs étages et la forme permettant de résister aux perturbations . Ces innovations permettent d'envoyer des astronautes dans l'espace. ces astronautes seront dans le module ou dans le navette spatiale. Cependant, ces astronautes sont soumis à différentes contraintes liées à la santé, lors du voyage dans l'espace . Dans cette troisième partie nous allons expliquer quelles sont ces contraintes, puis nous allons soumettre les solutions possibles limiter ses contraintes.

La Force G

Les astronautes durant leur voyage, vont subir des accélérations . Tout d'abord celle du à leur masse, mais aussi celle dû à l’accélération de la fusée . En effet le sol de la fusée va exercer une force sur le corps de l'astronaute . Cette force va lui donner une accélération supplémentaire ; la force qui en résulte plus la force gravitationnelle va donner le poids de l'astronaute . Le G est une mesure d’accélération. 1G correspond à l’accélération subit par un astronaute au sol (fusée au sol) . Donc si un astronaute subit une accélération de 3G par exemple, il aura un poids 3 fois supérieur qu'au sol .Ce tableau montre les effets de l’accélération sur un astronaute en vol.

Effets des G sur le corps humain
Nombre de GEffets sur le corps humain
2Sensation de peser sur son siège, masse double.
3Douleur intense du corps.
4Apparition du voile gris traduisant une diminution de la luminosité et du champ visuel.
5C'est le voile noir, le champ visuel se rétrécit peu à peu, le pilote ne voit plus rien, mais il entend encore .
6Perte de connaissance avec un déplacement des tissus mous vers le bas, une diminution du débit cardiaque malgré l'accélération du rythme cardiaque, une difficulté de mouvement, et une compression des vertèbres . De plus les fonctions mentales sont altérées tant que dure l'accélération .
combinaison anti-g

Pour contrer ce problème des scientifiques ont mis en place une innovation qui est la combinaison anti-g. Le principe de fonctionnement des premières combinaisons anti-g était d'installer un sanglage aux membres inférieurs du corps pour éviter que le sang ne s'y accumule . Pour réaliser ce système-là NASA s'inspira du réseau sanguin de la girafe. Effectivement la veine du cou de la girafe possède des valvules qui orientent le sang vers le cœur. Celles-ci bloquent le retour afin d’éviter que le sang descende brusquement dans le cerveau lorsqu’elle baisse la tête. Plus tard les scientifiques améliorèrent le fonctionnement des combinaisons anti g, en s'inspirant cette fois-ci du réseau sanguin des libellules . La libellule lors de son vol saccadé subit des forces g d'une amplitude de 30 g qu'aucun humain n'aurait pu supporter . La combinaison contient donc un liquide circulant librement et venant comprimer les parties basses du corps . Cela permet de mieux repartir l'effet d’une accélération violente . Cela maintient mieux le sang en circulation dans tout le corps et en particulier dans le cerveau ; et ainsi limite les effets des G positifs. Ces combinaisons permettent de résister jusqu’à 9 g.

tableau effetssiege/

Grâce à des expériences on a pu remarquer que la majorité des astronautes supportaient plus facilement des forces g exercé perpendiculairement à l'axe de leur colonne vertébrale . De plus ,ils supportaient encore mieux des forces g allongées sur le dos, plutôt que des forces g allongées sur le ventre car les vaisseaux sanguin de la rétine son plus sensible dans cette position. L'inclinaison du siège de l'astronaute peut faire varier les effets . En effet, une certaine inclinaison du siège permet de limiter la distance du cœur au cerveau et donc de mieux supporter les accélérations . Ces sièges-là sont formés de deux pièces d'acier plat recouvertes d'un coussin peu épais ce design un peu particulier est fait aussi pour mieux supporter les forces auxquelles seront soumises les astronautes en cours de vol.

C'est pour cela qu'il est nécessaire d’entraîner les astronautes avant le décollage. Ces entraînements sont divers, il y a plusieurs exercices intensifs musculaires et cardiovasculaires (faire du vélo ou de la course) avec de nombreuses phases d'accélération et de décélération pour habituer le cœur à ces différents rythmes. Le moyen le plus utilisé est la centrifugeuse qui permet de simuler des effets d'accélération en effectuant des rotations extrêmement rapides.

centrifugeuse

L'impesanteur

combinaisontourniquet

Le mal dans l'espace peut provoquer chez l'astronaute des symptômes qui débutent de simples maux de tête allant jusqu’à de graves sensations de désorientation. En effet l'impesanteur provoque chez l'astronaute un dysfonctionnement de l'oreille interne qui nous permet de distinguer le haut et le bas et de ressentir les mouvements de notre corps. Ce dysfonctionnement provoque chez l'astronaute la sensation de désorientation. Pour résoudre ce problème des astronautes doivent s’entraîner au sol sur le tabouret tournant . C'est une chaise qui tourne très vite avec des changements de sens de rotation très fréquents. Ainsi l'oreille interne de l'astronaute sera déstabilisé. Il pourra s’entraîner à ignorer les signaux venant de son oreille vers son cerveau.

impesanteur

Un autre effet de l'impesanteur peut être lié à la circulation de sang. En effet les fluides corporels remontent dans le corps et envahissent la poitrine et la tête, à ce moment les veines de l'astronaute enflent et son visage gonfle et celui-ci ressent une forte sensation de chaleur. Les organes augmentent de volume, en particulier le cœur grossit, ce qui limite les déplacements et fait éprouver des difficultés importantes au moindre exercice. Un autre élément d'importance : les astronautes produisent moins de globules rouges et l'organisme commence à souffrir d'anémie, la tension artérielle se régularise. Si ce symptôme se poursuit les disques vertébraux se dilatent, provoquant des douleurs dorsales. Pour limiter ce problème, les astronautes s’entraînent dans des avions. Ces avions effectuent des vols paraboliques et ainsi, quand l'avion atteint le sommet de la parabole, les astronautes se retrouvent en état d'impesanteur.

machine de sport

Sur terre les muscles sont pratiquement toujours sollicités lors des efforts physiques, ce qui est dû à la pesanteur. Cependant lorsqu'une personne est en état d'impesanteur les muscles ne sont pas utilisés . Dans ce cas les muscles ont tendance à s'atrophier. L'atrophie réduit fortement la mobilité, la force et l'agilité de l'astronaute et provoque de fortes douleurs ligamentaire et musculaire. L'impesanteur a aussi des conséquences sur les os des astronautes, c'est l'un des facteurs le plus dangereux sur la santé lors du voyage spatial. En effet , la colonne vertébrale a tendance à s'étirer, les astronautes gagnent donc peu à peu en taille. Cependant cette croissance est très nocive chez l'astronaute car cela fragilise les os. L'astronaute rejette alors beaucoup de calcium dans les urines et le squelette en entier se fragilise. Pour faire face à ce problème, les astronautes font s exercices physiques à bord de la fusée, en moyenne 2 heures par jour . Ils font par exemple du tapis roulant, du vélo ou encore de la musculation .

Effets psycologiques

Les radiations de l’espace présentent des facteurs de risque psychologiques souvent méconnus mais très importants pour la vie en vol. En effet les radiations influent notamment au niveau psychologique, car elles peuvent provoquer des troubles du sommeil ou encore toucher nerveusement l’individu. Cela a parfois pour conséquence de rendre l'astronaute irritable, ce qui peut nuire à l’entente globale du groupe, et peut perturber la coopération nécessaire pour effectuer des tâches mécaniques ou autres tâches qui sont nécessaires au bon déroulement du vol.

sac de couchage

Il y a plusieurs autres facteurs psychologiques comme l'ennuie ,en effet la vie à bord d'une fusée est monotone, l'astronaute donc s'ennuie . Cela peut paraître anodin cependant les conséquences sont assez importantes . En effet cela nuit à la bon entente du groupe . L'ennui provoque aussi des problèmes de mémoire et de concentration et une baisse d'énergie. Des études montrent aussi qu’après 30 jours les effets s’accentuent et l'ont remarque que de nouveaux effets apparaissent qui sont une baisse des capacités intellectuelles, une irritabilité excessive et une fatigue très importante pouvant conduire à une dépression. On ne peut pas contrer ces problèmes mécaniquement, c'est pourquoi avant le vol on sélectionne les astronautes suivant leurs compétences psychiques et sociales, et les astronautes sélectionné établissent des affinités avant le vol. De plus les astronautes dans la fusée auront plusieurs distarctions. Par exemple lire des livres, des cartes, ou encore regarder des films sur des lecteurs CD compacte. Pour dormir les astronautes ont une petite chambre individuelle . Ils peuvent y accrocher des photographies, ranger leurs affaires etc. Chaque couchette est équipée d'une petite lampe de chevet, de tiroirs, petite tablette de travail et bien sûr, un sac de couchage. Des masques et des boules Quies sont mis à leur disposition.