Gravité artificielle

[invite97d44c72]

Bonjour les mecs, =D

Je vous explique le soucis ; Je suis en premiereS (SI) j'ai donc un TPE A faire a trois, notre problematique est : "quelle quantité de carburant serait necessaire pour effectuer un aller retour Terre-Mars en maintenant un équipage(humain) en vie?"

Il y a une question a laquelle je ne trouve pas la réponse, Nous comptons mettre en place un systeme de gravité artificielle avec un principe émis par le pionnier russe de l'astronautique Tsiolkovski qui consisterait a faire tourné l'abitacle autour d'un axe, une sorte de centrifugeuse en somme,

Vu que ce dispositif n'a jamais été utilisé impossible de trouvé combien consomera le déploiment du dispositif dans l'espace et son fonctionnement ?

si quelqu'un pourrait m'aider ou m'exposer quelque idées sa serait sympa
Merci!
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[vanos]

Bonjour,

La gravité artificielle par la force centrifuge, type "Roue de von Braun," a été écartée pour d'immenses problèmes techniques et physiologiques :

1. Dans la navigation et dans l'observation
2. Pour les gros inconvénients de santé due à la différence du gradient de gravité entre la tête et les pieds.

De plus, les activités extravéhiculaires seraient handicapées :

1. Par la réapparition du poids du matériel provoqué justement par cette gravité artificielle.
2. Par son extrème dangerosité en cas de rupture d'un lien.

[invite765732342432]

Pour les gros inconvénients de santé due à la différence du gradient de gravité entre la tête et les pieds.

A-t-on fait des expériences à ce sujet ?
Aurais-tu souvenir des symptômes et problèmes que ça peut engendrer ?

[vanos]

A-t-on fait des expériences à ce sujet ?
Aurais-tu souvenir des symptômes et problèmes que ça peut engendrer ?

Bonsoir,

Non, aucune expérience n'a été faite, c'est techniquement impossible sur Terre, mais les effets sur l'homme sont déplorables pour la santé, maux de tête et vertiges et les pieds gonflés.
Imaginons une gigantesque roue de 175 m de rayon tournant de telle façon qu'il y ait 1 g de gravité sur le bord externe, un homme de taille moyenne (1.75 m) aura les pieds à 1 g mais la tête à 0.99 g, ce qui provoquera d'une part, des gros problèmes pour la circulation sanguine, d'autre part, le cerveau, qui gère l'équilibre grâce aux signaux de l'oreille interne (tête) et la pression sur la plante des pieds (pieds) ou à la rigueur, les fesses (position assise), vous donnera des vertiges.
Les images extérieures étant toujours en mouvements non ressentis par le corps pourront provoquer le classique "mal des transport".
Cette différence de gravité de 1% n'a pas besoin de vérification expérimentale, c'est de la mécanique élémentaire.
Je rappelle que ce rayon de 175 m donnera un diamètre de 350 m, la roue imaginée par von Braun avait un diamètre de 200 m, ce qui aurait augmenté d'autant les problèmes de santé.
Enfin, pour terminer, cette rotation rendra la navigation et l'observation beaucoup plus difficile.

Amicalement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteec0d6e6f]

Imaginons une gigantesque roue de 175 m de rayon tournant de telle façon qu'il y ait 1 g de gravité sur le bord externe

La question restant de savoir si une gravité faible ne suffit pas a maintenir en place les processus de lutte physiologique contre la gravité.

Le problème de l'absence de gravité, c'est que cet état interrompt toute une série de processus biologiques, très nombreux très complexes et très intriqués, dont on connait encore fort peu de choses, et qui ont originellement pour but de permettre a notre organisme de lutter contre la gravité.
Originellement, mais pas seulement, car ils conditionnent aussi notre santé.
L'évolution de la vie terrestre s'est toujours fait exactement sous la même gravité.
Toute l'histoire de la vie est associée a 9.81ms^-2
tout ce qui vit sur terre s'est développé sous cette contrainte, et ça laisse des traces.

Il y a fort peu de chances que nous, humains, puissions espérer nous affranchir d'un minimum de gravité pendant trop longtemps, sans en subir des dommages irréversibles.
Ce qu'il reste a découvrir, c'est le ratio idéal, pesanteur X durée, qui pourrait nous permettre de mettre en œuvre la technique associée, afin d'espérer faire des voyages de nature interplanétaire.

Un engin d'envergure kilométrique, comportant deux modules a chaque bout reliés par câble et un contrepoid mobile au centre pourrait certainement être envisagé un jour, au moins techniquement.

Mais surtout, il serait interessant de commencer les recherches sur la faible gravité, forcément en orbite.
Là, il y a déjà excellente matière a faire progresser l'adaptation de l'homme a l'espace.
Envoyer une "station fronde" la haut, avec des cobayes, dont les séjours seraient de plus en plus long, en les étudiants de près.
Je parierais que même en médecine "terrestre", ça permettrait des avancées.
Et là, y aurait quelque chose a y faire, dans l'espace.
Un vrai projet a mener qui pourrait nous emmener plus loin que mars, à la conquête du système solaire, a très longue échéance, bien sûr, mais dans cette direction.

Parce que aujourd'hui, dans le contexte actuel, l'humain a rien du tout a y faire, dans l'espace, a part des micros expériences a bord de l'ISS...

[vanos]

Un engin d'envergure kilométrique, comportant deux modules a chaque bout reliés par câble et un contrepoid mobile au centre pourrait certainement être envisagé un jour, au moins techniquement.

Bonsoir,

Il y aura du sport pour piloter ce bidule, techniquement parlant, bien sûr, sans parler des communications, ce ne sera pas du gâteau.

[invite02ff802c]

Il me semble que la roue de von Braun pourrait se justifier pour une station hébergeant des effectifs importants, comme celle qu’on voit dans l’Odyssée de l’espace. Pour l’équipage d’une mission martienne, le plus simple serait sans doute deux modules reliés par des câbles (avec la redondance nécessaire) qui pourraient être de l’ordre du kilomètre. Est-ce faisable ?

ND

[invitebd2b1648]

Bonsoir,

Non, aucune expérience n'a été faite, c'est techniquement impossible sur Terre, mais les effets sur l'homme sont déplorables pour la santé, maux de tête et vertiges et les pieds gonflés.
Imaginons une gigantesque roue de 175 m de rayon tournant de telle façon qu'il y ait 1 g de gravité sur le bord externe, un homme de taille moyenne (1.75 m) aura les pieds à 1 g mais la tête à 0.99 g, ce qui provoquera d'une part, des gros problèmes pour la circulation sanguine, d'autre part, le cerveau, qui gère l'équilibre grâce aux signaux de l'oreille interne (tête) et la pression sur la plante des pieds (pieds) ou à la rigueur, les fesses (position assise), vous donnera des vertiges.

Et avec une combinaison spéciale genre combinaison anti-G comme dans les avions de chasses ... nan ?

C'est juste une idée ... hein !

Signé el bouffon the magnifique !

@ +

[invitebd2b1648]

Et pourquoi ne pas installer un petit module de gravité artificiel avec câble sur l'ISS avant qu'on l'envoie à la poubelle ... nan !?

Signé el bouffon the magnifique !

@ +

[vanos]

Il me semble que la roue de von Braun pourrait se justifier pour une station hébergeant des effectifs importants, comme celle qu’on voit dans l’Odyssée de l’espace. Pour l’équipage d’une mission martienne, le plus simple serait sans doute deux modules reliés par des câbles (avec la redondance nécessaire) qui pourraient être de l’ordre du kilomètre. Est-ce faisable ?

Bonjour,

Pour la roue de von Braun la réponse est non pour les raisons décrites plus haut, cela ne donnerait qu'un grand nombre de malades.
Pour les modules reliés par un câble c'est peut-être avec les gros problèmes pour la navigation, les communications et les observations.

Salut.

[vanos]

Et avec une combinaison spéciale genre combinaison anti-G comme dans les avions de chasses ... nan ?

Bonjour,

Tu penses bien que si cela avait été le cas, cela aurait déjà été fait.
De toutes façons, cette combinaison qui pourraient apporter une solution aux soucis physiologiques mais elle ne serait d'aucune utilité pour les communications, les observations et le pilotage, ce dernier étant nécessaire ne serait-ce que la remise à niveau de l'orbite (fait très régulièrement avec l'ISS), et last but not least, l'extrême dangerosité, mortels même, des travaux externes.

Salut.

[invitebd2b1648]

Vanos ne nous gâche pas nos rêves !

Qu'il serait bon d'avoir une combinaison à 1 g car tu ne m'as pas répondu est-ce faisable avec une combinaison anti g ???

Amicalement,

PS : une centrifugeuse terrestre produit aussi un gradient de g voir Mickaël Youn dans les 15 travaux des ... des cinglés !

Signé el bouffon the magnifique !

@ bah si tu m'as répondu toutes mes excuses !

[vanos]

Qu'il serait bon d'avoir une combinaison à 1 g car tu ne m'as pas répondu est-ce faisable avec une combinaison anti g

Salut,

Mais si j'ai répondu cinq minutes avant que tu ne postes cette affirmation.
Il n'existe pas pas de combinaison qui modifie les g, le principe de la combinaison anti-g est d'exercer des pressions sur les jambes pour renvoyer le sang vers le cerveau pour éviter le "voile noir" (ou "rouge")

Ciao.

[invite765732342432]

De toutes façons, cette combinaison qui pourraient apporter une solution aux soucis physiologiques mais elle ne serait d'aucune utilité pour les communications, les observations et le pilotage, ce dernier étant nécessaire ne serait-ce que la remise à niveau de l'orbite (fait très régulièrement avec l'ISS), et last but not least, l'extrême dangerosité, mortels même, des travaux externes.

Pour les soucis physiologiques, je te fais confiance.
Pour le reste, je ne comprends pas bien (note bien que je parle d'un vaisseau constitué d'un cigare central et d'un anneau en rotation autour (moins large que le cigare):
- communications: quel est le problème précis ?
- pilotage: d'une part, je ne pense pas qu'un tel vaisseau serait fait pour rester en orbite, d'autre part, le cigare principal me semble assez pilotable.
- dangerosité: je ne vois pas bien. En étant accroché à l'anneau, quel est le risque ? A priori, l'astronaute va à la même vitesse que l'anneau lui-même, non ?

[vanos]

Pour le reste, je ne comprends pas bien (note bien que je parle d'un vaisseau constitué d'un cigare central et d'un anneau en rotation autour (moins large que le cigare):
- communications: quel est le problème précis ?
- pilotage: d'une part, je ne pense pas qu'un tel vaisseau serait fait pour rester en orbite, d'autre part, le cigare principal me semble assez pilotable.
- dangerosité: je ne vois pas bien. En étant accroché à l'anneau, quel est le risque ? A priori, l'astronaute va à la même vitesse que l'anneau lui-même, non ?

Bonjour Faith,

La rotation engendre bien des problèmes :

1. Pour les communications, le mouvement va gêné le pointage des antennes.
2. Pour le pilotage axial, pas de problème, mais pour les changements d'attitude, là, le sport va commencer.
3. Pas dangereux, oh que oui, si le lien se rompt, l'astronaute va se retrouver lancé, par la rotation, dans l'espace (comme une pierre lancée par une fronde) sans aucun espoir de sauvetage. Si le lien le retient, il se verra obliger de "grimper à la corde" pour revenir à sa place. Les objets massifs, gravité (artificielle) oblige, retrouveront un poids, ce qui rendra le travail difficile voire impossible et un objet laché est automatiquement perdu faute de sol.

Amicalement.

[invite20ae9842]

Bonjour.

Bonsoir,

Non, aucune expérience n'a été faite, c'est techniquement impossible sur Terre, mais les effets sur l'homme sont déplorables pour la santé, maux de tête et vertiges et les pieds gonflés.
Imaginons une gigantesque roue de 175 m de rayon tournant de telle façon qu'il y ait 1 g de gravité sur le bord externe, un homme de taille moyenne (1.75 m) aura les pieds à 1 g mais la tête à 0.99 g, ce qui provoquera d'une part, des gros problèmes pour la circulation sanguine, d'autre part, le cerveau, qui gère l'équilibre grâce aux signaux de l'oreille interne (tête) et la pression sur la plante des pieds (pieds) ou à la rigueur, les fesses (position assise), vous donnera des vertiges.

Je suis très dubitatif sur ces effets physiologiques pour seulement 1% de différence, alors j'aimerais que tu me donnes tes sources ou des arguments pertinents prouvant plus ou moins ces assertions.

Amicalement, Alain

[invite51d17075]

je suis de mon coté dubitatif sur quasiment tous les arguments de vanos.
communications ? : le centre d'emission et de reception peut être situé dans le cigare central.
pilotage ? qu'appelle tu "changement d'attitude" ???
sortie dans l'espace : je veux bien en admettre la dangerosité, mais toute sortie de ce type est dangereuse , non !
une sortie particulière en dehors de l'anneau s'apparente au fait de grimper sur un train lancé dans une grande courbe ( mais sans vent à l'extérieur )

[invite765732342432]

Merci pour les précisions.
Deux derniers points:
- pour les communications, j'avais plus l'idée d'avoir un relai au niveau du centre de rotation, toute communication interne du cigare vers l'anneau passerai par ce relai, n'engendre pas de problème majeur, je pense. Quant aux communications externes, elles passeraient toutes par le cigare.
- pour l'éjection des réparateurs, je pensais que la vitesse ne serait pas très grande, mais après calcul et sauf erreur, pour une roue de 250m créant pour une gravité de 10m/s², ça ferait quand même 50m/s... Donc bon, je reconnais que ça peut être très gênant !

[Gilgamesh]

Bonjour Faith,

La rotation engendre bien des problèmes :[LIST=1][*]Pour les communications, le mouvement va gêné le pointage des antennes.

Il me parait évident qu'on place les antennes sur la partie centrale statique...

[*]Pour le pilotage axial, pas de problème, mais pour les changements d'attitude, là, le sport va commencer.

Dans le cadre d'un Terre-Mars, la mise en rotation se fera loin de la Terre.

[*]Pas dangereux, oh que oui, si le lien se rompt, l'astronaute va se retrouver lancé, par la rotation, dans l'espace (comme une pierre lancée par une fronde) sans aucun espoir de sauvetage. Si le lien le retient, il se verra obliger de "grimper à la corde" pour revenir à sa place. Les objets massifs, gravité (artificielle) oblige, retrouveront un poids, ce qui rendra le travail difficile voire impossible et un objet laché est automatiquement perdu faute de sol.

Oui, bah il suffit de s'arrimer solidement, c'est une contrainte tout à fait raisonnable, et y'a des alpinistes qui prennent ce genre de risque tous les dimanches. Dans le cadre d'un Terre Mars, de toutes les façons, y'a pas de motifs obligeant à des sortie spatiales répétées (autre que des motifs exceptionnels, type réparation).

a+

[invite02ff802c]

Les combinaisons anti-g des pilotes de chasse ne servent pas à annuler la gravité mais en contrer les effets sur la circulation sanguine.

La rotation engendre bien des problèmes :
1. Pour les communications, le mouvement va gêné le pointage des antennes.
2. Pour le pilotage axial, pas de problème, mais pour les changements d'attitude, là, le sport va commencer.
3. Pas dangereux, oh que oui, si le lien se rompt, l'astronaute va se retrouver lancé, par la rotation, dans l'espace (comme une pierre lancée par une fronde) sans aucun espoir de sauvetage.

1. Bien des vaisseaux spatiaux tournent sur eux-mêmes. La terre par exemple, hé bien, croyez-moi si vous voulez, on ne le dirait pas et pourtant elle tourne, si, si je vous jure… Il suffit que les antennes de communication restent pointées dans la bonne direction, comme le font les télescopes terrestres.
2. Si l’on a pu le mettre en rotation, on pourra l’arrêter ou changer son axe. Le problème sera le cout en énergie.
3. Tout est dangereux. Avec ou sans ça, les astronautes ne sont pas certains d’en revenir de toutes façons. Pas de SAMU, pas de dépanneuse, pas de CRS bienveillants. On devra prévoir une redondance des câbles. Pour se déplacer entre modules une nacelle pourra faire l’affaire.

ND

[vanos]

1. Il me parait évident qu'on place les antennes sur la partie centrale statique...
2. Dans le cadre d'un Terre-Mars, la mise en rotation se fera loin de la Terre.
3. Oui, bah il suffit de s'arrimer solidement, c'est une contrainte tout à fait raisonnable, et y'a des alpinistes qui prennent ce genre de risque tous les dimanches. Dans le cadre d'un Terre Mars, de toutes les façons, y'a pas de motifs obligeant à des sortie spatiales répétées (autre que des motifs exceptionnels, type réparation).

Bonjour,

1. Parce que que tu penses que la partie centrale est statique, non elle tournera sur elle-même avec la roue et si l'antenne n'est pas dans de rotation, tu verras bien que ce n'est pas si évident que ça.
2. Je ne vois vraiment ce que ça change au problème.
3. La mission martienne sera assez dangereuse comme cela, inutile de multiplier les risques, je te ferais remarquer, d'autre part, que, dans ce cas, je pensais à une station orbitale.

[invite51d17075]

Bonjour,

1. Parce que que tu penses que la partie centrale est statique, non elle tournera sur elle-même avec la roue et si l'antenne n'est pas dans de rotation, tu verras bien que ce n'est pas si évident que ça.
   

c'est vrai , tu as raison, c'est pour ça qu'on ne sais même même pas faire des helicoptères, sans que le pilote deviènne chèvre !!!!

c'est dommage, l'invention aurrait été belle !

[vanos]

qu'appelles tu "changement d'attitude" ???

Changer la direction de l'axe de rotation, ce ne sera pas du pipeau car il faudra vaincre l'effet gyroscopique, ce sera très énergivore, ce ne sera pas du pipeau non plus de repointer les antennes qui doivent rester dans l'axe sous peine de rupture de contact avec la base.

sortie dans l'espace : je veux bien en admettre la dangerosité, mais toute sortie de ce type est dangereuse , non !
une sortie particulière en dehors de l'anneau s'apparente au fait de grimper sur un train lancé dans une grande courbe ( mais sans vent à l'extérieur )

Nous parlons ici d'astronautique pas de western, restons sérieux, dans cet exemple la gravité existe et pour compenser la force centrifuge il suffit de s'incliner un peu.

[invite765732342432]

[*]Parce que que tu penses que la partie centrale est statique, non elle tournera sur elle-même avec la roue

Pourquoi ?

[vanos]

Pour se déplacer entre modules une nacelle pourra faire l’affaire.

Et déplacer ainsi le centre de gravité et, faute d'un contrepoids d'une masse rigoureusement égale, tu vas voir valser ta trajectoire.

[vanos]

Je suis très dubitatif sur ces effets physiologiques pour seulement 1% de différence, alors j'aimerais que tu me donnes tes sources ou des arguments pertinents prouvant plus ou moins ces assertions.

De gros problèmes de santé qui ont perturbé mon sens de l'équilibre, m'ont fait en connaître un bout sur le sujet, 1% est énorme.

[invite51d17075]

je te rassure, vanos, je suis très serieux en général !!

pour l'effet gyroscopique , tout depend de la masse en rotation par rapport à la masse centrale..
on peut aussi imaginer 2 système rotatifs, chacun tournant en sens inverse et donc annulant totalement l'effet gyro.

pour la dangerosité en cas "très eventuel" d'une sortie à risque , je me suis amusé à un petit calcul.
R=175 m
force centrifuge = 10 ( je simplifie )
R*O² = 10 soit vitesse angulaire = 0,24 rd/s soit 7° par seconde !!

en supposant qu'un vaillant astronaute sorte à l'exterieur, par exemple sur le coté dangereux ( vers l'exterieur ).
il a été puni par ses camarades....parcequ'il a perdu à la fondue svoyarde....
sa vitesse tangentielle reste la même mais très vite il va s'éloigner car la tangente s'ecarte du cercle .
rapport R(1/cos(a)-1)
au bout d'1 sec : 5,16 m
au bout de 2 sec : 22,3 m

bon , on a le temps de se dire au revoir quand même , c'est pas si grave.
en plus si il a oublié de s'accrocher l'idiot il merite un gage

[invite20ae9842]

De gros problèmes de santé qui ont perturbé mon sens de l'équilibre, m'ont fait en connaître un bout sur le sujet,

Quel rapport avec le problème de la mise en rotation d'un vaisseau?
Qu'est-ce qui te permet de faire un rapprochement entre tes problèmes de santé et ceux qui pourraient éventuellement découler d'une rotation faisant apparaître un différentiel de force centrifuge de seulement 1%?
Y a-t-il eu des études de faites? A-t-on mesurer l'effet d'un différentiel de gravité de 1% sur un organisme?

1% est énorme.

Non, et dans ton message, tu parles de:

-maux de tête et vertiges

Pour une différence de 1%? Comment, en vertu de quel processus? Des sources?

-pieds gonflés.

Non, ça non, ce n'est pas parce que la "gravité artificielle" est plus faible sur le dessus que tu dois considérer que cela équivaut réellement à une augmentation au niveau des pieds.
Ce n'est pas un problème relatif, le gonflement des pieds est lié à la difficulté que les veines rencontrent à faire remonter le sang, c'est un rapport entre la tonicité veineuse et la force de gravité au niveau des jambes, et rien qu'au niveau des jambes.
Au niveau de la tête, la diminution (très faible d'ailleurs puisque de 1% seulement) de la "gravité artificielle" aura pour conséquence une meilleur irrigation cérébrale, ce qui est positif, sauf en cas d'hypertension.

-gros problèmes pour la circulation sanguine

Lesquels? Pourquoi? Des sources?

Et pour finir:

le cerveau, qui gère l'équilibre grâce aux signaux de l'oreille interne (tête) et la pression sur la plante des pieds (pieds) ou à la rigueur, les fesses (position assise), vous donnera des vertiges.

Je me répète, mais... Sources, Arguments scientifiques?

Amicalement, Alain

[vanos]

Pourquoi ?

Bonsoir,

Tu n'as manifestement pas la moindre notion de ni mécanique ni de physique élémentaire. A moins d'avoir un moteur tournant en permanence pour assurer la contre rotation, il ne peut en être autrement ne serait-ce qu à cause des inévitables frottements.

[invite765732342432]

Tu n'as manifestement pas la moindre notion de ni mécanique ni de physique élémentaire.

Méfie-toi des conclusions insultantes un peu trop hâtives.