Quelques questions à propos de l'ISS

Bonjour à tous, pour notre TPE nous avons choisi de traiter les conditions de vie dans la station ISS, nous devons rendre la synthèse dans quelques semaines et j'ai pour cela quelques questions à propos du décollage:
-Combien de temps le trajet dure t-il de Houston à la station?
-Au décollage, comment calculer "les G que se prennent les astronautes" et est ce que le sang va du haut du corps en bas du corps ou l'inverse?
Merci beaucoup de votre temps, en espérant que vous pourriez nous éclairer! :)

astro6666 a écrit:-Combien de temps le trajet dure t-il de Houston à la station?

Le trajet est classiquement et habituellement de 2 jours. Cependant, depuis un an les russes ont adopté une nouvelle procédure plus directe et optimisée qui réduit à 6 heures ce trajet. Cette procédure est plus délicate mais les technologies d'aujourd'hui permettent de le faire avec précision. Pour la navette, sujet à trop de procédure de contrôle, il n'était pas possible de prévoir une telle montée si rapide.

-Au décollage, comment calculer "les G que se prennent les astronautes"

Cela dépend du lanceur. Certains sont plus puissant ou ont une plus forte accélération que d'autres. En règle général ça tourne dans les 3G, sur une durée de quelques petites minutes, soit une charge facilement supportable avec un minimum d'entrainement.

et est ce que le sang va du haut du corps en bas du corps ou l'inverse?

Cela dépend de la position de l'astronaute par rapport au lanceur. En général pour limiter ces effets d'accélération les astronautes sont couchés (cas d'Apollo) ou assis face au ciel (cas de Mercury, Gemini et la navette), les russes sont presque couché sur le dos mais recrocvillé et avec juste une légère inclinaison pour cause d'espace très réduit dans leur capsule Soyouz.

Merci beaucoup pour tes réponses Mustard, mais en réalité, je ne comprends pas vraiment cet effet de "surpesanteur" lors du décollage, s'ils supportent 3-4 G, qu'est ce que cela veut dire si les astonautes pèsent par exemple 70 kg? Qu'ils supporteront une masse de 210 kg?!

Merci d'avance

astro6666 a écrit:Merci beaucoup pour tes réponses Mustard, mais en réalité, je ne comprends pas vraiment cet effet de "surpesanteur" lors du décollage, s'ils supportent 3-4 G, qu'est ce que cela veut dire si les astonautes pèsent par exemple 70 kg? Qu'ils supporteront une masse de 210 kg?!

Merci d'avance

Bon on va essayer de ne pas etre trop compliqué vu que tu n'as que 16 ans et que ce n'est visiblement pas un domaine que tu connais bien, donc restons simple.
Oui si tu pèses 70Kg, à 3G tu auras l'impression de peser 210Kg
tu as un peu le meme effet, mais à bien moindre mesure, quand tu es dans une voiture qui se met à accélerer fortement, tu te retrouves un peu collé au siège, idem en avion lors du décollage. Bon les effets sont faibles, peut être 1.1 à 1.2G, mais l'effet est identique, sauf qu'au lieu d'accélérer 1min tu accélères 10min, en accélérant toujours de plus en plus vite.
Les G sont créés par l'accélération, c'est à dire une vitesse continuellement croissante. Tu peux donc avoir 3G en passant de 0 à 200km/h et 2G à en passant de 2000 à 24000km/h, tout dépend du temps que tu auras mis pour la faire. Tout est donc une question d'accélération. si tu voles à 24000km/h (vitesse orbitale) mais que cette vitesse ne varie pas alors tu ne ressentiras aucune accélération (G).  si tu passe de 0 à 24000km/h, progressivement, alors tu auras cet effet de G et il sera d'autant plus fort que cela se fera rapidement.

Après il y a un autre phénomène qui peut créer des G à vitesse constante, c'est la force centrifuge. Il n'y a pas cet effet lors des lancements, mais c'est un bon moyen de reproduire l'effet des G pour entrainer les astronautes au sol.

Merci, oui ca j'ai compris. J ai vu que 1g=9.8 ms^2, cela veut dire que lors du décollage, la fusée accélère de 9.8x3: 29.4 m.s^2.
Donc que la fusée accélère de 29 mètres par secondes, c'est ca?

Merci d'avance  :)

astro6666 a écrit:Merci, oui ca j'ai compris. J ai vu que 1g=9.8 ms^2, cela veut dire que lors du décollage, la fusée accélère de 9.8x3: 29.4 m.s^2.
Donc que la fusée accélère de 29 mètres par secondes, c'est ca?

Merci d'avance  :)

Oui, sauf que 1G = 9.8m/s²
et donc 3G=29.43m/s²
http://www.unitjuggler.com/convertir-acceleration-de-g-en-ms2.html

astro6666 a écrit:-Combien de temps le trajet dure t-il de Houston à la station?

Il n'y a pas de lancement a partir de Houston mais un centre de contrôle des vols.
Tu dois sans doute vouloir parler de Cape Canaveral, en Floride.

Tout d'abord attention, il ne faut pas confondre "g" et "G". L'un est la pesanteur, l'autre la constante gravitationnelle.
Ensuite pour être plus précis, si tu pousses verticalement au niveau du sol à 1g, tu n'accélères pas puisque la résultante des forces génère une accélération de 9.81m/s² (poussée) - 9.81m/s² (pesanteur) = 0 m/s². De la même façon que quand tu es assis sur une chaise, ton corps est écrasé par une accélération de 9.81m/s² (ou plus exactement c'est la réaction de la chaise sur ton corps que tu sens) sans que tu bouges pour autant !
Ainsi, si tu ressens une accélération de 3g au décollage, tu n'accélèreras en fait que de 2g = 2*9.81 = 19.62 m/s² par rapport au sol. Cette perte systématique de 9.81m/s² au niveau du sol s'appelle la "perte gravitationnelle".
Au fur et à mesure de ton ascension (et surtout au fur et à mesure que tu te penches par rapport à la verticale), cette perte gravitationnelle devient de plus en plus faible, jusqu'à devenir nulle une fois sur orbite.

Merci beaucoup à tous pour vos réponses, cela m'a bien aidé! Une dernière petite question: quel a été le maximum de g "absorbé" par un astronaute et à partir de combiens de g, l'organisme humain est il réellement affecté?

Merci d'avance!

astro6666 a écrit:quel a été le maximum de g "absorbé" par un astronaute

A ma connaissance, le record est à 21,3g, lors de l'accident d'avril 1975.

http://www.kosmonavtika.com/vaisseaux/dos/missions/soyouz181/chrono.html

Ca dépend de beaucoup de choses: la durée, la position, la forme physique, etc. Certains astronautes (dont Gordon Cooper) ont subi plus de 20g en centrifugeuse pendant plusieurs secondes allongé sans perdre connaissance... mais avec pas mal de vaisseaux qui avaient pété. Les pilotes de chasse tirent guerre plus de 12g pendant une petite poignée de secondes même bien équipés, mais ils sont assis ce qui rend l'alimentation du cerveau en oxygène bien plus compliquée.
En étant allongé, les 11g se tiennent pendant des périodes de l'ordre de quelques dizaines de secondes (c'était le cas de certaines rentrées). Au décollage, ça ne va jamais chercher bien loin. Il y avait 6g en crête sur les ICBM, largement tenables. Les navettes ne vont pas bien au-delà de 4g.

D'accord, merci beaucoup.

Space Opera a écrit:Ca dépend de beaucoup de choses: la durée, la position, la forme physique, etc. Certains astronautes (dont Gordon Cooper) ont subi plus de 20g en centrifugeuse pendant plusieurs secondes allongé sans perdre connaissance... mais avec pas mal de vaisseaux qui avaient pété. Les pilotes de chasse tirent guerre plus de 12g pendant une petite poignée de secondes même bien équipés, mais ils sont assis ce qui rend l'alimentation du cerveau en oxygène bien plus compliquée.
En étant allongé, les 11g se tiennent pendant des périodes de l'ordre de quelques dizaines de secondes (c'était le cas de certaines rentrées). Au décollage, ça ne va jamais chercher bien loin. Il y avait 6g en crête sur les ICBM, largement tenables. Les navettes ne vont pas bien au-delà de 4g.

En plus les pilotes de chasse ont des combinaisons anti G qui leur permettent de résister un peu mieux aux fortes accélérations. Il ne me semblent pas que les astronautes aient ce type de système antiG sur leur combinaisons (peut etre sur navette il me semble me rappeler avoir vu ça mais ça me surprend vu la faible accélération).

Oui, c'est ce que j'appelais "bien équipé". Il me semble qu'il y a eu des vols avec combi anti-g pour les astronautes, mais étant couchés cette combinaison a bien peu d'utilité puisqu'il n'y a pas de zone à compresser pour renvoyer le sang vers la tête (dans l'aviation, le but est d'envoyer le sang des jambes vers la tête quand on est assis). Il n'y a d'ailleurs pas de problème d'irrigation du cerveau tout court quand on est allongés... et ce quelle que soit l'accélération.

Space Opera a écrit: Il n'y a d'ailleurs pas de problème d'irrigation du cerveau tout court quand on est allongés... et ce quelle que soit l'accélération.

C'est clair. Ces combinaisons anti G ralentissent la descente du sang, or allongé cela est effectivement inutile.

Mustard a écrit:Il ne me semblent pas que les astronautes aient ce type de système antiG sur leur combinaisons (peut etre sur navette il me semble me rappeler avoir vu ça mais ça me surprend vu la faible accélération).

Je pense que c'était surtout pour éviter des problèmes au retour, pour le Commandant et le Pilote.

En fait, pour les premiers vols de navette (jusqu'à STS-4 comprise), l'équipage portait une combinaison directement issue du programme SR-71. En outre, Columbia était équipée à ce moment de 2 sièges éjectables également issus des BlackBirds.


(équipage de STS-4)

Ce système avait été mis en place car la navette était encore en phase de tests. Le fait que pour ces vols, les équipages se soient réduits à 2 membres (commandant + pilote) était une conséquence directe de la présence des sièges éjectables.

Ces combinaisons portaient donc peut être également une protection anti-g.

A partir de STS-5 jusqu'à STS-51-L (accident de Challenger), les combinaisons étaient de simples "survêtements" bleus. Ces combinaisons légères n'étaient même pas pressurisées. J'ai de la peine a m'imaginer qu'elles aient pu comporter un système anti-g. Seul le casque était muni d'un réservoir d'oxygène d'urgence ( dont on sait qu'au moins 3 membres de 51-L l'ont utilisé...)


(équipage de STS-5)

Même si après 51-L la NASA est revenue à des combinaisons pressurisées (les combinaisons oranges), il a été certainement prouvé qu'un système anti-g n'était pas nécessaire. De plus, la trajectoire de la navette a, depuis le début du programme, été conçue de manière à diminuer la charge sur les astronautes. Il faut se souvenir qu'à l'époque, les USA voulaient mettre l'espace à portée de beaucoup plus de monde que des pilotes ayant un profil "L'Etoffe Des Héros". 

:)

Merci beaucoup à tous, votre aide m'est vraiment précieuse!
Bonne soirée! :)

Voici la position des astronautes dans la navette avant le décollage


La position dans le Soyouz russe

Confirmation, les combinaisons pour navette, post challenger, alias ACES, étaient bien équipés d'un systeme anti G pour la rentrée.
http://www.astronautix.com/craft/aces.htm

During re-entry, the same anti-G protection system used in LES, consisting of pressure bladders in the legs and lower abdomen, fought pooling of blood in the lower body after prolonged exposure to microgravity. The suit also protected the crew from any contamination in the cabin atmosphere. ACES also provided a liquid cooling undergarment.

PS: la combinaison LES était celles utilisée sur les premiers vols de navette, venant des pilotes sur SR71 et U2.

Mustard a écrit:
PS: la combinaison LES était celles utilisée sur les premiers vols de navette, venant des pilotes sur SR71 et U2.

Pas tout à fait : le Launch and Entry Suit a été utilisé post-Challenger de 1988 à 1998 puis a été remplacé par l'ACES : http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_Entry_Suit

Missions: STS-26 to STS-79, STS-81 to STS-83, STS-94 to STS-85, STS-87 to STS-90, STS-88


Même pré-Challenger, sous la simple combinaison bleue, les astronautes pouvaient utiliser un "anti-G suit" : voir par exemple Riding Rockets Chapitre 22 : http://books.google.fr/books?id=Rp4nZXM8GbMC&pg=PA186&lpg=PA186&dq=anti-G+suit+mullane&source=bl&ots=piXCSf6r5A&sig=vojmrZsf1YLhQsgSzEdkkwSe7jo&hl=fr&sa=X&ei=aKLyUrO6CY6O7QaysIH4Ag&ved=0CEQQ6AEwAw#v=onepage&q=anti-G%20suit%20mullane&f=false

Une étude intéressante sur les effets protecteur du LES : Protective Effects of the Launch and Entry Suit (LES) and the Liquid Cooling Garment (LCG) During Re-entry and Landing After Spaceflight :   http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100030565_2010032695.pdf

et un sur les Next-Generation Anti-Gravity Suits :  http://research.jsc.nasa.gov/BiennialResearchReport/2011/16-2011-Biennial.pdf

Au temps pour moi dans ce cas ;)

Effectivement Cosmochris, lors des premiers vols de navette c'était le EES qui était dérivé deS1030 du SR71 et U2.


Rapidement les astronautes furent équipé de leur simple combinaison bleue pour les lancement jusqu'au drame de Challenger.


Ensuite ce fut encore un dérivé du EES, le LES.


Puis depuis 1995, le ACES a pris la place.


Source: http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_US/shuttle/sts/EMU_MMU/LES.htm


D'un avis perso et purement esthétique, je trouve que le ACES donne une allure très pataud, j'ai souvent constaté que sur certains astronautes ça n'allait pas.
Les combinaisons précédentes, plus serrées avaient plus d'allure. Mais bon, ce n'est pas un défilé de mode donc je comprend que l'efficacité rentre en principal critère.