EspaceInformation N°26

Transcription

r s s N0 7 5 1 - 5 0 7 3
O c t o b r e1 9 8 3 - N o 2 6
Les dossiers
Editoriat
Pour ceux qui furent enfants dans
les années cinquante, c'est en dévorant les aventures de Tintin, en route
vers la Lune, que se faisait la découverte de I'impesanteur. le professeur
Tournesol et les deux Dupondt semblant nager au milieu de leur fusée, le
whisky du capitaine Haddock métamorphosé en boules de billard,...
Auelle étrangeté ! On n'y comprenait
rien et l'espace nous apparaissait
alors comme un milieu bizarre, presque ensorcelé, jouant de vilains tours
aux courageux ptonnters...
Aux enfants nés une vingtaine
d'années plus tard, la recherche spatiale est devenue bien f amilière. Pourtant les manifestations de l'impesanteur les étonnent toujours autant,
même si Tintin a cédé la place à JeanLoup Chrétien et si le reportage télévisé en direct s'est substitué à la
bande dessinée ! Et leurs questions
sont restées les mêmes, entre autres
celle-ci : I'impesanteur, gu'est-ce que
c'est au juste ?
Dans ce nurnéro
Les dossiers
. Le phénomène
d'impesanteur
Actualité astronautique
. E u m e t s a tE
, xosat,
P i o n e e r1-0 . e t c .
o Les radio-amateurs
et l'espace
La vie à I'intérieurd'un laboratoirespatial,en orbite autour de la Terre, est une
Pour qui la découvre,ne serait-cequ'à I'occasionde la
source d'étonnernents.
projectiond'un documentairetélévisé,il est évidentque " là-haut" les chosessont
bien différentes: pour se déplacerles hommesde I'espaceutilisent...leurs bras et
quantaux objets
progressent
le plussouventà la manièredesplongeurssous-lnarinsl
qui les entourent,du moinsceuxqui ne sontpasfixésà un support,ils " flottentdans
I'air '. Ce sont là les manifestationsles plus visibleset sûrementles plus connues
que I'on associeà l'état d'impesanteur.
EPUIS Newton, il estadmisque
l e s c o r p sm a t é r i e l se x e r c e n lte s
uns sLrrles autres une attract i o n g u i e s t d i t e g r a v i t a t i o n n e l l e( v o i r
EI' n" 25' p' l4)'
folce peut-elle disparaître? Oui. Et
c o m m e n t? S i m p l e m e n te n n e r é s i s t a n t
pas à cetteforce,en sesoumettantcomp l è t e m e n tà s o n a c t i o n . . .
C a r t o u t l e p a r a d o x ea t t a c h é à l a
t.a planète Telle, comme tous les 19^Ionde p-oidst-ienten cetteidée : ,o,'s
ressentons-les
ffits du poids porce que
corps Ëélesres,
alire t";;;;;r;;;";
obstactes
exercent sur nous des
de son voisinâge- A i; ;;;i;;^d.,;;'i;
"liàï"ii"
"s"u'l ,::.t,.oint
à lo gravitation.
frrrns. qui s'opposg.nt
cerre atrracrion ,.
(t-.. plns sor"rvent,
I'obstacle
c'est le sol,
I,existenced,une force tiià"ii"èf"|à_
.9. ,pent être également le siège
blemenr rour ;ùjer l.;;r;i;'b";',, i'.;àit Ti:
cequ'on
appelle
usr.rel.à.îiià,'
i,àià'.3:U.#;:ll'o:H"t_'",?iT.::.)tJ?â:î::
1
Peut-on sr.rpplimercetteforce ? Non,
car I'attraction terrestreest r-rnphénom è n en a t u l e l s u r l e q u e lo n n e p e i r ta g i r .
l.a sensationque nous avons de cette
21
24
lnformations divelses
. P ê l e - m ê l e. . .
29
Calendrier de l'espace
. D u 3 1 o c t o b r e1 9 8 2
a u 2 5 f é v r i e r1 9 8 3
31
Û'l3/r[_r'l:t;,.
a-
y, laissonsun objet qtËlconq.rêsubir sans r'ésistanceaucune - I'attraction
g l a v i t a t i o n n e l l :e t o u t e a p p a l . e n c ed e
poids disparaît aussitôt!
Le phénomène d'impesantear
De I'lmpesanteur
consldérée comme une conséquence
de la grayltatlon unlyerselle
Pour bien saisir tous les aspectsde
cette question,interrogeons-nous
sur ce
qui, sur Terre, donne à un homme la
sensationde son poids. La réponseest
simple : c'est le support sur lequel il
repose,sur lequel il prend appui...
P c u t - c t n c c t r t t t a i l r r L r : I a L r [ ' i r t t 1 t c x t r t l t ' L tat i I I t ' t t t- ;
t l t t) l \ ' t i l , l t r t r \ . 1 , l l i l , . ' i t r l t t, , l ) | t t : i . l . . t l
( ' . t ( ' / l / ) 1 ( '< : n t ' l l c c t t t a t t L u l r c , r ' / r t r l c l i l t t r . l , u t s t t r t
La Terre attire les différentes parties
du corps mais ce sont les pieds qui sont
en contact avec le sol et qui supportent
I'ensembledu corps. Pour I'individu, la
sensationde poids qui en résulteprend
en compte de multiples informations et
sensations(réponsesdu syslème nerveux et des centres d'équilibration,
lourdeur des membres- par exemple,
les bras . tirent ' les épaulesvers le bas
-, . enfoncement' dè la tête dans la
partie supérieuredu corps, etc.) qu'on
associeà un sentimentd'équilibre et de
bonne stabilité sur le sol.
Dans la vie courantenous évoluons.
le plus souvent,sur un sol consistantet
nous oublions I'attraction terrestre à
laquellenous sommeshabitués,en présence de laquelle nous nous sommes
développés.Mais que le sol soit moins
ferme et cette attraction devient manifeste, perceptible: il est bien connu
qu'on s'enfonce dans un marécage!
Pour en donner un autre exemple,soumettons un individu à une expérience
banale en le plaçant sur une balance(du
type pèse-personne).
De quoi se compose cet instrument? D'une partie fixe,
en contact avec le sol, et d'une partie
supérieure, mobile, où reposent les
pieds du patient. Sous I'effet du poids
du corps, la partie mobile s'enfonce
plus ou moins (un systèmede ressort
permettant d'atteindre une position
d'équilibre) ce qui fournit une indication sur le poids (mais le cadran de la
balance est gradué en masse).
Qu'en est-il de la sensationde poids ?
Elle a disparu. La pesanteursemblant
ne plus se manifester,on parle d'un état
d ' i m p e s a n t e u r ( e n a n g l a i s: w e i g h t lessnessou zero-g conditions; en allemand: die Schwerelosigkeit).Pour des
raisonsessentiellement
phonétiques,on
préfère ce terme d'impesanteur à celui
d'apesanteur.(Comment, dans la
conversation, distinguer la pesan"
teur " de .l'apesanteur'?)
I'hypothèse que le repère terrestre
auquel on rapporte le mouvement est
galiléen, son mouvementest rectiligne
fll et uniformément accéléré.
Revenonsà I'hypothèsedu sol mou
et poussonsplus loin le raisonnement: tance dont la valeur (e : gt2/Z est
qu'adviendrait-il de notre individu si, donnée par la relation établiepar Galibrutalement, le sol était supprimé? La l é e ( v o i r E I , n " 2 5 , p . 3 ) .
réponse est évidente: il tomberait !
Imaginons que cette chute se produise - i l - * , r "
exact, il faut indiquer que son
dans un puits. Rapidement,du fait de la
ouvement (dans le repère terrestre) n'est pas
résistance de I'air. sa vitesse de chute m
rigoureusement rectiligne en raison de la rotâtion de
atteindrait une valeur limite, constante. l a T e r r e a u t o u r d e l ' a x e d e s p ô l e s q u i p r o v o q u e Éliminons donc I'air de ce puits. Le
vide étant fait, notre cobaye (qu'on a
revêtu d'une combinaison spatiale et
d'un équipementde survie)est en chute
libre; ce qui signifie qu'aucune force
(autre que la gravité, responsable de
son mouvement),qu'aucun phénomène
ne vlent contraner son mouvement.
Pour autant que les variations de g
demeurent négligeables et si I'on fait
2 -
E S P A C EI N F O R M A T I ON
NO2 6 - O C T O B R EI 9 8 3
naturelle
sauf aux pôles - une très petite déviation vers l'esl.
Cet écart par rapport à la verticale- toujours infime
- ne peut êÎre mis en évidence qu'au moyen d'expériences spéciales. Par exemple, lors des expériences
d e R e i c h f a i l e s e n 18 3 1 , à F r i e d b e r g( 5 1o d e l a t i t u d e
Nord),en Allemagne, et portant sur une chute effect u é e d a n s u n p u i t s d e m i n e d e 15 8 m d e p r o f o n d e u r ,
on a mesuré une déviation de... 28 mm vers l'est
lvoir Mécanique, Dunod Université,'1976, p. 1471.
C'est là une manifestation de la force d'inertie
complémentaire (dite de Coriolis)qui doit, en toute
rigueur, être prise en compte lorsqu'on étudie un
corps en mouvement dans un repère lui-même
animé d'une rotation instântanée par rapport à un
repère galiléen.
Au risque d'anticiper un peu, il nous .senblc trè.s
important d'insister dès à présent: le ternte impesanteur dait exclusivemenl lai.sserentcndre aue les
effets de la pe.santeurne se manifestenr plui, donc
que Ia pesanleur est nulle ou très faible, ce qui
n'implique nullementla disparition réellc de la gravitê! Certe.s, le.s phénomènes qu'on lui attribue
habituellement au sol ne s'observenl nas dans Ie ca.s
d'une chute libre mais ellc existc iouiours brl et
bien... puisque c'esr elle qui est à I'originc de ce
mouvemenl que constaterait un obscrvateur
lerreslre !
Cette dislinctiort - fondamentale - devra être
présente à I'esprit quand on rcilcontre,'a les expre.esiotts : " absence de gravité ", " nricrogravité ",
" gravité rëduite ou nulle ", etc.
Terminonspar quelquesrappels (voir M, n' 25,
p.1.4) qui aiderontpeur-êtrele lecteur à ), voir plus
cmtr'.
o Soit un corps céleste solide. Depuis Ne\,ton,
on sai! qu'il exerceune certaiile altraclion ew toltt
objet de son voisinage (at ftciproquement) : c'c.stle
phénomène de gravitation. On appellc gravitô la
force de gravitalion exercéepar cc corps céleste sut
un corps quelconque.
c Supposons que ce corps célestc soil una plctnète en rotation sur clle-même et considérons, à
préscnt, un habitant de ceuc planète désireux de
déternriner, depui.sIc sol de sa planète, la volcur dc
celle gravité. Quoi qu'i[ fa.ssc,il ne pourra obtenir
qu'unc mesuraprcilailt eil comple, simuhonément,
la gravité el des.forces d'inertic (notamment cellc
due à Ia rotalion signaléc)
Ce phénomènephysique global qu'il auro la pos.sibilitë d'étudier s'appelle /a pesanteur. On a couIumc de désigner par poids la force associée au
phénomènede pesanteur.
c Les physiciens donnent de la pesanteur d'un
astre la définition suivante: définie dans un repère
non galiléen, c'est la somme de la force de gravitation (ou gravité) et des forces d'inertie agissant
dans ce repère(essentiellementcelle qui est due à
I'accélérationd'entraînement du repèreconsidéré
par rapport à un repère galiléen).
aux objcts
, Au so.l,.c'est la pesanteur qui cor{èrc
leur Dotds.
a A litrc d'aide-mémoire, on peul Proposer les
associations de conceptssuivanrcs: d'une-Parl; gtavitation/gravitélabsence de lorces o lnertle/lepère
galiiéen; d' aut r e par t, pesanteur/poids/exis'tence-de
foices d'iriertielrepère non galiléen.
associations qui prendronl toul leur sens à lo !ecture des pages de celle revue'
Le phénomène d'impesanteur
Aussi peut-on dire que la sensationde
poids existe dès qu'il y a obstacle au
mouvementde chute libre. Supprimons
I'obstacle et toLlte sensationde poids
disparaît... Si notre malheureux
cobaye,dans sa chute vertigineusevers
le fond du puits, avait le loisir d'utiliser
il observeraitque la
son pèse-personne,
partie mobile de la balancene s'enfonce
pas et que I'aiguille resteau zéro : i\ ne
oèserien ! Et s'il se débarrassaitde son
bracelet-montreou de son mouchoir, il
c o n s t a t e r a i t q u ' i l s . d e s c e n d e n t'
comme lui, ni plus vite, ni moins vite...
Soumisà la seuleattraction terrestre.
tous les corps tombent avec la même
accélération dans le vide (donc avec la
même vitessesi les conditions initiales
étaient identiques)ainsi que I'a reconnu
Galilée au début du XVII siècle.Il en
résulte que dans un syslème de référence
en chute libre, les effets de Ia pesanteur
disparaissent: les observateurs et les
objets solidaires de ce système de référence se trouvent en état d'impesanteur.
La réciproque est vraie : s'il y a impesanteur dans un système de référence,
celui-ci est en chute libre. Etayé par des
expériencestrès précises,ce fait constitue I'un des fondementsde la relativité
généraled'Einstein (voir EI, n" 25, pp.
20-2r).
Cette équivalenceentre chute libre et
impesanteurse comprend en mécanique
newtonienne par I'introduction des
forces d'inertie [2] dans tout systèmede
référencequi n'est pas galiléen [3].
[2] Le concept de force d'inertie aurait été introduit en mécanique par Jean Le Rond d'Alembert
( 1 7 1 7 - 1 7 8 3 ] , ,é c r i v a i n , p h i l o s o p h e e t m a t h é m â t i c i e n
francais, surlout connu comme un des animateurs
de I'Encyclopédie
Les forces d'inertie sont parfois appelées
peuvent être modifiées,
"pseudo-forces" car elles
voire éliminées, par un changement de système de
référence, ce qui n'est pas le cas des "vraies"
f o r c e s ( M a l h e u r e u s e m e n t , c e s a p p e l l a t i o n so n t s o u vent été à l'origine d'erreurs de raisonnement et ont,
selon l'expression d'un enseignant qui souhaitait
.en finir lavec ellesl une bonne fois pour toutes,,
.fâit suffisammentde dégâts jusqu'à ce jour!,)
En particulier, dans un systdmo gellléen, ll n'y a
pas de lorces d'lnedle. C'est pourquoi on dit aussi
qu'un système galiléen est un système d'inertie
[3] Un repère galiléen est un système de référence dans lequel la loi d'inertie (voir El, n.25. p 7)
est vérifiée: un mobile oui ne serait soumis à
aucune force serait, par rapport à ce repère, soit au
repos, soit en mouvement de translation uniforme
De surcroîÎ,tout mobile de ce type peut constituer
à son tour un référentiel galiléen : les référentiels
galiléens sont en mouvement de translation rectiligne et uniforme les uns par rapport aux autres
En toute rigueur, du fait, d'une part, de la rotation
de la Terre autour de l'axe des pôles et, d'autre part,
du mouvement du centre de la Terre dans le reoère
de Copernic (voir p 7) qui lui est pratiquement gâliléen (*),un repère terrestre ne devrail pas être considéré comme galiléen
fourcfois, en première approximation,
on peut
considérer qu'un repère terrestrc est galiléen
cette
approximation est suffisante pour l'étude de la major i l é d e s D r o b l è m e sd e m é c a n i o u e s u r l a T e r r e m a i s
ne l'est plus pour l'analysedu mouvement des satellites artificiels terrestres
L'approche mathématique n'est pas trop complexe dans le cas d'un repère en mouvement de
translation uniformément accélérée ou en mouvement de rotation uniforme par rapport à Ia Terre.
De la même façon, on rendra compte
de l'état d'impesanteurqu'il est possible d'instaurer en soLlmettantdivers
véhicules à une chute libre (qu'il
Afin d'illustrer ce qui vient d'être écrit, reprenons I'exemple de notre cobaye que nous suppose- s'agissed'expériencesen tour d'imperons, celte fois, à I'intérieur d'une cabine santeur, à bord d'avions ou de fuséesd'ascenseur, à I'atmosphère respirable, ,ûns aucun sondes en vol balistioue oLl encore à
conlact (visuel ou outre) avec I'extérieur. Et cette
I'intérieur des satellitès artificiels; ce
cabine est enchute libre dans le ouit.soù a été fait le
sera I'objet du numéro 29 d'Espace
vicle. Étudiée sur une distance ielte que !'acàélération de la pesanîeur terrestre puisse être considérée I n f o r m a t i o n ) .
por rapport à la
conme constante, la cabine a
On peut même envisager- c'estune:
Terye - un mouvement accéléré : c'est un référengaliléen.
tiel non
hypothèsetoute théorique mais utile à
la compréhensiondu phénomène- un
Quelles forces s'exercenl sur nolre passager, lo
cabine éta4t prise comme référentiel? D'une part,
( moyen artificiel' de parvenir à cette
la force F-d'c gravitation,Tirigëe vers le bàs et
chute libre dans le cas d'une résistance
cau.redu mouvemen!, d'autre part (er parce que la
extérieure. Imaginons un projectile
cabine n'est pas un référentiel galiléen), une force
d'incrtie, égale et de sens opposé. (Insistons bien
sous-marin largué verticalement dans
.sur le fait que cetteforce d'inertie n'a de significaun océan. Sous I'effet de son poids, il
lion que dans le référentiel défini, autremeil dir
descendmais, ralenti par I'eau, il n'est
pour le pas-sager Pour un observateur au sol, raipas en chute libre. Dolons-le d'un syssonnan! dans un repère galiléen, cette force d'inerlie n'exisle pas !)
tème propulsif très puissantlui permetNotre cobaye e.tt donc .soumisà deuxforces dont
tant de vaincre cette résistance et de
la somme est nulle (On verra plus loin que ce n'est
descendreavec une accélérationégale à
vrai qu'en première approximation) Par rapport
ce niveau
aux parois de la cabine d'ascenseur, rien ne se cellede I'attraction terrestreà
(soit : 9,8 m.s-2en surface): son moudëplace sans impulsion initiale (d où I'emploi du
terme "flotter,' pour décrire cette stabilité des vement sera alors assimilable à une
chosesà I'intérieur de la cabine, leur mainlien dans
chute libre et l'état dimpesanteur exisI'air) et, aux yeux du passager,la gravité semblene
tera à I'intérieur du projectile.
plus s'exercer: rien ne pèse et rien ne tombe l4l
vers le plancher de la cobine Ainsi peut-on expliC'est en usant d'un artifice du même
quer le phénomène d'impesanteur [5].
ordre que dès 1935 I'Allemand von
Insistonscependantsur le côté para- Diringshofen aurait connu, durant huit
doxal de cette conclusion: dans un secondes,l'état d'impesanteuren metchamp de gravitation, un mobile peut tant son avion en piqué depuis une
être soumis à un mouvement de chute grandealtitude et en annulant la traînée
libre ce qui donne à sespassagersI'illu- atmosphériqueavec son moteur [6].
sion que... le champ de gravitation
Jusqu'ici on a entendu par chute
n ' e x i s t ep a s ! . . .
libre un mouvement se faisant exclLlsivement sous I'influence de I'attraction
terrestre avec une accélération égale à
celle de la pesanteur(au niveau considéré). Mais la généralisationest possiDonnons deux exemples srmpres dans ,osguors
ble. uussi doit-on considérer comme
se manllestent des tolces d'lnedle:
étsnt en chute libre tout corps qui n'est
- un train progresse en ligne droite à vitesse
soumis qu'à I'action du champ gravitaconstanle par rapport à un repère terrestre considéré comme galiléen :c'est donc aussi un repère
tionnel sous I'influence duquel il se
galiléen Soudainil abordeunviragetoulen maintetrouve.
nant constante sa vitesse: ce n'est plus un repère
galiléen (car le mouvement n'est plus rectiligne par
rapport au repère terrestre de référence) et des
torces d'inertie se manifestent (les voyageurs sont
déportés vers I'extérieur du virâge);
- le même train, revenu à l'élat initial, change
b r u t â l e m e n t d e v i t e s s et o u t e n o o u r s u i v a n t s o n m o u vement rectiligne: ce n'est plus un repère galiléen
(car le mouvement n'est plus uniforme par rapport
a u r e p è r e t e r r e s t r e d e r é f é r e n c e )e t d e s f o r c e s d ' i n e r tie se manifestenl (les voyageurs sont projetés vers
l'avant du train, s'il y a eu ralentissement, ou vers
l'arrière du train, s'il y â eu accélération)
(*) ll ne s'agil encore que d'une approximation car
le système solaire ne peut être considéré comme
absolument isolé des autres corDs de I'univers.
[4] A condition, bien sûr, qu'aucun objet n'ait reçu
d'impulsioninitiale
[5] Pour une interprétation mathématique plus
approfondie,nous renvoyons le lecteur a ux ouvrages
scolaires de son choix ou. par exemple, à deux articles du Bulletin de I'Union des physiciens dont on
trouvera en p 7 les coordonnées complètes: 4 propos de I'impesanteur
ln"593l el Pour essayer de
résoudre un problème de mécanique lno611l
[6] Cité par M R Sharpe dans la
pace, Larousse, 1970, p.93
vie dans I'es-
Autrement dit. est en chute libre tout
objet " tombant " (au sensde Newton,
voir EI, n" 25, p. I l) vers le corps
célestequri I'attire. Dans tout champ de
gravitation(dû aurSoleil,à la Lune, aux
planètes, ar-rxétoiles,...)la chute libre
constituele mouvementnaturelet I'impesanteur la règle.
(Pour ne pas se trouver déroutépar Ia
suite de I'article, nous demanderonsau
lecteur d'oublier provisoirement le sens
généralement attaché à l'expression
" chute libre,r, à savoir : mouvementvertical prenant fin avec un impact au sol.
Pour notre parl, nous entendronspar
u chute libre un mouyementrégi par la
"
gravité el sur des trajectoires variées
(cercle,ellipse,parabole,ligne droite,...),
(suite en Page 6)
ESPACE
I N F O R M A T I ONNO2 6 - O C T O B R E1 9 8 3 -
3
Chute lîbre ou lmpesanteur ?
C'est ume question de point de touta.,..
q
o
c)
o
a
6
co
il
o
E
U
o
O Point de uue de A (fig. 1)
J e s u i s A , o b s e r v a t e u rp o s t é à l ' o u v e r t u r e d u p u i t s d a n s
lequel ntombe o la cabine où a pris place mon ami B. (pour
supprimer la résistancede l'air, on a fait le vide dans le
p u i t s .)
J e s u i s i m m o b i l e d a n s l e r e p è r e ( R ) q u i e s t s o l i d a i r ed e
l'écorce terrestre. Je constate que la cabine, soumise à
l ' a t t r a c t i o nd e l a T e r r e [ * ] , e s t e n m o u v e m e n t p r a t i q u e m e n t
rectiligne et uniformément accéléré: j'en conclus qu'elle
est en chute libre... ll en est de même de mon ami B.
- J e s u i s _ f o r m e l ;p o u r m o i , i l n ' y a p a s d ' a u t r e e x p l i c a tion possible : B est en chute libre.
l*l Pour plus de clarté, on néglige les forces d'inertie d'entraînement et
de Coriolis qu'il conviendrait de prendre en compte puisgue (R) n'est pas
galiléen.
O Poînt de oue de B Cig. 2)
Je suis B, observateur enfermé dans la cabine qui
" t o m b e " à l ' i n t é r i e u r d u p u i t s . M o n c a d r e d e r é f é r e n c e?
E h b i e n , j e n ' a i g u è r e l e c h o i x . . . l l e s t m a t é r i a l i s ép a r l e s
p a r o i s d e c e t t e c a b i n e , c ' e s t l e r e p è r e ( R ' ) .L e s p h y s i c i e n s
disent que ce repère n'est pas galiléen.
G r â c e à s o n t a l k i e - w a l k i e ,m o n a m i A m e d i t q u ' i l v o i t m a
cabine descendre de plus en plus vite vers le fond du puits.
ll me demande ce que j'éprouve...
Sans vouloir mettre en doute sa parole, je dois bien
avouer que j'ai du mal à le croire car moi je n'ai l'impress i o n d ' a u c u n m o u v e m e n t I B i e n s û r , j e d o i s p r é c i s e rq u ' i l
n ' y a a u c u n e o u v e r t u r e m e p e r m e t t a n td e v o i r à l ' e x t é r i e u r
de ma cabine.
Cependant, ici, tout n'est pas comme d'habitude ! J'ai
perdu toute sensation de poids et c'est un peu comme si
d a n s m a c a b i n e l a g r a v i t é n ' e x i s t a i t p l u s . L ' a t t r a c t i o nt e r r e s t r e ,s i b a n a l e à l â s u r f a c e d u s o l , s e m b l e n e p l u s s ' e x e r c e r . C ' e s t a i n s i q u e j e n f l o t t e " d a n s m a c a b i n e .S i j e p r e n d s
a p p u i s u r l e p l a n c h e r ,j e m o n t e v e r s l e p l a f o n d ;s i . j e p r e n d s
a p p u i s u r l e ' p l a f o n d ,j e d e s c e n d s v e r ' sl e p l a n c h e r . M a i s
d è s q u e j e p à r v i e n s à m e s t a b i l i s e r ,e h b i e . nj e d e m e u r e
immobils pâr rapport aux parois de ma cabine.'.
S i j e c h e r c h e à m e d é b a r r a s s e rd ' u n . o b j e t q u e j e t i e n s
. out
d a n s ' l a m a i n , i l n e . t o m b e > p a s v e r s l e p l a n c h e r . .T
(suite en page 5)
cela est bien étonnant !
(suite de la page 4)
Pour moi, il n'y a pas de doute: je suis en train de
connaître ce que les physiciens appellent l'état
d'impesanteur.
Aui, de A ou de B, se trompe ? A la vérité, ils onl fous les
deux ralson! Pourquoi? Tout simplement parce que chacun raisonne dans son propre cadre de référence, par rapport à son propre repère.
Et c'est I'une des ambiguitésdu phénomène d'impesanteur gue d'être perçu de façon différente par celui gui est
dans le référentiel en mouvement et celui gui, situé dans
un autre repère, peut constater le mouvement de ce
référentiel.
Aucune des deux descriptions n'est plus ..vraie,, que
I'autre.' ce sonl deux iaçons de rendre comple de la
même réallté.
(Pour mémoire, rappelons le raisonnement similaire fait
à propos du projectile lâché par un avion, voir El, no 25,
p.4.)
tr
Comment rendre compte de l'lmpesanteur
exÎstzrr.t dans un satpllitc afiltcietl ?
vers le centre
de la Terre
satellite
lxo
P r é c i s o n sd ' a b o r dl e s r é f é r e n t i e l su t i l i s é s:
r l e m o u v e m e ndt u s a t e l l i t ea u t o u rd e l a ï e r r e ( m a s s e :
M ) e s t é t u d i éd a n sl e r é f é r e n t i egl é o c e n t r i q u(eR o )s u p p o s é
galiléen;
t ' u n o b j e td a n s l e s a t e l l i t ee s t r e p é r é
o l e m o u v e m e nd
p a r r a p p o r ta u s a t e l l i t el u i - m ê m eq u i c o n s t i t u eu n r é f é r e n . u c o u r sd e s o n d é p l a c e m e nstu r s o n
t i e l ( R )n o n g a l i l é e nA
o r b i t e ,l e s a t e l l i t ed e m e u r ei m m o b i l ep a r r a p p o r ta u x a x e s
d u r e p è r e( R ) .
* MouYement du satellite dans (Ro)
F a i s o n sl ' h y p o t h è s eq u e l a t r a j e c t o i r ed u s a t e l l i t ee s t
c i r c u l a i r e .D a n s l e r é f é r e n t i e (l R o ) ,l a s e u l e f o r c e e x t é r i e u r es ' e x e r Ç a nstu r l e s a t e l l i t ee s t l a f o r c ed e g r a v i t a t i o n .
* Comportement d'un obJet lâché dans Ie satelllte
Soit un objet ponctuel,de massem, lâché en P dans le
s a t e l l i t e s, a n s i m p u l s i o ni n i t i a l e .Q u e l l e sf o r c e ss u b i t - i ?
l
O n r a i s o n n ed a n sl e r é f é r e n t i e(lR ) .D e u xf o r c e ss ' e x e r c e n t
s u r l u i:
- l a f o r c e d e g r a v i t a t i o nd, u e à l a T e r r e:
È:-\v !:æ
(oP)3
_ la forced,inertie
i::|[:Hr,
C e s d e u x f o r c e ss o n t d e s e n s c o n t r a i r ee t o n d é m o n -
/
t r e r a i t q u e l e u r s m o d u l e ss o n t t r è s v o i s i n sI r
!t\
\ " , : (oclsl
L a s o m m ed e c e s f o r c e s ,s u b i ep a r P , e s t d o r i cf a i b l e : é n
p a r t i c u l i e re, l l e e s t n u l l el o r s q u eP c o i n c i d ea v e cC , l e c e n t r e d ' i n e r t i ed u s a t e l l i t e .
E n p r a t i q u el ' o b j e td e m a s s er n n ' e s t s o u m i sq u ' à u n e
f o r c e n é g l i g e a b l ee t o n p e u t c o n s i d é r e r ,e n p r e m i è r e
a p p r o x i m a t i o nq,u e p o u r u n o b s e r v a t e uirn s t a l l éd a n s l e
s a t e l l i t e ,s e r e p é r a n tp a r r a p p o r t a u r é f é r e n t i e l( R ) , l a
pesanteur est quasiment nulle.
A u x y e u x d ' u n c o s m o n a u t eu, n o b j e td e p e t i t e sd i m e n s i o n s ,l â c h éà p r o x i m i t éd u c e n t r ed ' i n e r t i ed e s o nv é h i c u l e
t m o b i l ep a r r a p p o r a
t ux
s p a t i a ld, e m e u r e r ap r a t i q u e m e ni m
p a r o i s ,d u m o i n s p e n d a n tu n i n t e r v a l l ed e t e m p s a s s e z
bref.
(Document extrait de Fondements de la physique, coll.
A . C r o s .T e r m .C E , 1 9 8 O ,p . 1 0 1 , r e p r o d u i a
t v e cl ' a i m a b l e
a u t o r i s a t i o nd e s é d i t i o n sB e l i n . )
|
E S P A C EI N F O R M A T I O N " 2 6 . O C T O B R E
parfois même dans des circonstancesqui,
à première vue, étonnent: pour nous,une
fusée-sonde en vol devra être considérée
comme en ,, chute libre " dès lors que la
résistance de I'air pourrs ête négligée
(c'est-à-dire à haute altitude), enparticulier dans la partie ascendantede sa ffajectoire... et pourtant, à ce moment-là,
elle s'éloigne encore du sol.)
Mais il est possiblede voir dans notre
cabine d'ascenseurla forme la plus
rudimentaire du véhicule spatial et
d'élargir ainsi notre vision. Aussi peuton affirmer que tout véhiculespatial saivant une trajectoire soumise sux seules
lois de la grovitation (en absence de
toute autre force extérieure, par exemple celle d'un système propulsif ou
encore la traînée aérodynamique lors
de la traverséed'une atmosphère)esl ez
chute libre.
C'est, bien sûr, le cas des satellites
artificiels tournant autour de la Terre,
qu'il s'agisse d'orbites circulaires ou
elliptiques. Mais c'est aussi celui des
sondes spatiales qui s'arrachent à I'attraction terrestre selon des trajectoires
paraboliques ou hyperboliques (considéréesdans le repère géocentriqueet au
voisinage de la Terre afin de négliger
toutes les influences autres que celle de
la gravitation terrestre).
S'éloignant de la Terre toute sonde
spatiale, qu'elle se dirige vers la Lune
(cas des capsulesApollo), vers Mars ou
Vénus, qu'elle se mette en orbite autour
du Soleil (cas de quelques Pioneer, des
satellitesHélios, OSO,...),qu'ellequitte
le système solaire (cas des sondes
Pioneer-10et I l, Voyager-l et 2) est en
chute libre [7] (parce que soumiseexclusivementaux lois de la gravitation universelle).Et à I'intérieur de tout véhicule
en chute libre règnel'état d'impesanteur.
(A I'extérieur aussi, d'ailleurs, comme
I'ont illustré les multiples sorties de
I'Homme dans I'espaceà partir d'un
véhicule spatial; voir encadré p.l2).
Mais cette chute libre peut prendre
fin à tout instant, notamment lorsqu'une de ces sondes vient à se poser
s u r l e s o l d ' u n e p l a n è t e: e l l e n e
o plus ce qui met un terme à
" tombe
l'état d'impesanteur (observé dans le
repère lié à la sonde). De nouveau la
sensation de poids se manifeste.
Q u e v e u t - o n m o n t r e r a v e c c e s c h é m a ? Q t t r i n . i s . . / r s ( , r / c T t rtlo m b c r 1 : r r r sr r i r l t t r i l s t r i t t i r l r t c ' k '
o i c 1 r , r 1t r n - s a t r , l l l l cc l L r it l r a t : i L t ,a t t l c t L t rt l t ' l a I t ' r n , ( ) / t 1 e n c o m m u n d ' c t r e e n c h u t e l i b r t '
L < ' sr l c u - t / ) t o u i 1 (/' ri ( ' ir l s é l . u 1 l t , t p p o d a s a L t r L ; l é r c n L i cqlt : o c e n t r i q t r , ( l i o ) , s u 1 1 7 r o . : i
l t c t r l t l i n ' t l t r t ':
r f e s a t e l f i t e ( 1 ) r k ; r ' r lt 1t r t r ' l r a j c ri r t ' L l t t c t r - t . i s l 7 1 r o . v ; c i r c r r l z r i r t , r l r r i ' s f s o r r r n l s q L t à l , t l L t t , t r f
q / a i r i l . i l i o / l L e n e s t r c( c t n r i c l l i q e k . i r r l r t ' sf t t r c < ' s .b i L - r /t i l r s / , i l b l c , s .s c . \ c i ç a / t l s t r r l r t i ) :
1 c ' s r 1 r ' t t t i l l o / r i i t ' s T t r t t L ' t ' t t [ < 3 l t t : i ' t . l ] s f t 1 r ; t r i s c o n t n t c r ; l , t n t t ' n r1l t:Listtl,rr' i1l r1,ôcilri 'l .f t : n , t trrtt1 ( 1 t ' t l
, r t rl a i t r l t t c l c . s ; t l t ' l l t l L '/(rt' \ ' t tL ! l t ( ' i r t t l t t l s i o ri r r i l i , r l r( ': t ' l o n L r n tt l i t r t l r c n l t c r l t t , n c l i c u l t t ,i rr rt tt , t t l o T t
f ( ' / 7 r ' s l / (c' t i c c p o i t l l )
(ir.s rlctu rrroblk's rtttl rlcs ultcsscs ct clcs trzyccfoirt'scl[[lércntes,rrr.ris r1an.s1e-srlcur cas lelr.,;
passagers sont en impesanteur.
I ' r r t l i l t t t t sr 1 r ' c t ' l l < ' i r t t z t l r x Tl in' r t t r a p p c l c r c s s c r r l i t , l k , r r r c r,ri ll i n k ' r r / l o r t r l c s i l l r r l s [ , c 1 . r 1 s
( / 1 r ( ' / ) é tl sr l t t s c T t t r/'r o 1 / 1. 'i s c c / ) . s ( ' u(tl r r i I o t ' n b cr l a n s s o r ri r l i t s , 7 r : r s
l 1 i r s t l t i L t n t ' 1 . l i < , rlna' n c é L ' r , n[ ' . t i t
L ' l r l t L i t t ' u i c r t lt ' r ' t . sk ' s o / , l e s a t e l l i t en ' a b e s o i n d ' a u c u n m o t e u r p o t i r t o L r r n e a
r utburde la Terre : lerrr
s e u l ' m . o t e u r ' , c ' e s t l a g r a o i t a t i o r t u n i u e r s e l l e ,c a u s e L r n i q u ed e l e u r m o u v e n t e n t .( D o c u p r e n tE l B o l t an a/ R e i l l e s )
déplaçant en ligne droite à vitesse
constante (on retrouve le principe
d'inertie de Newton, voir EI, no25,
p.7).
En I'absencede tout champ graviTa- Une-guestion un peu hâtive pourrait
tionnel (condition hypothétiquequi n'a
être: la Terre étant en chute libre dans
puisplan
qu'au
théorique
de sens
(car elle.. tombe > en permaqu'elle ne peut être remplie qu'à très I'espace
grande distance de toute masse maté- nence sur le Soleil, au sensoù fentenrielle), serait considérécomme en chute
libre (dans un repère galiléen; mais
comment le définir en absencede toute
matière?) tout corps... au repos ou se
[ 7 ] D u m o i n s t a n t q u e l e s m o t e u r ss e r v a n tà l a
stabilisationou à la correction de trajectoire sont
arrêtés.
6 - E S P A CIE
N F O R M A T IN
OO
N2 6 - O C T O B R1E9 8 3
Tel serait le cas si la Terre avait une
masse négligeable (par exemple si elle
était creuse).Mais la Terre est massive.
Elle est même tellementmassivequ'elle
crée, dans son voisinage,un fort champ
de gravité auquel les hommes sont sensibles : c'est d'ailleurs ce qui les . plaque > au sol et est à I'origine de leur
poids.
Du fait de cette gravité,les hommes
disposentde I'intéressantefaculté de se
déôlacer sans difficulté sur toute la surfaée (solide !) du globe terrestre un peu
comme des fourmis en mouvement sur
un ballon d'enfant.'. Possibilitéqui ne
cessed'étonner les enfants(" Mais-comment ils font, en Australie, pour marcher la tête en bas? " disent-ils.)
Les repères de la mécanlque
Le " temps D , est .. absolu .. Il est le
même dans tous les repères. L'horloge
atomique permet de mesurer de façon
satisfaisantece paramètre I (il faut noter
qu'en fait une horloge ne mesure pas le
" temps " mais des durées:
at:
t2- tr).
1. Le repère de Gopernlc
Il a pour origine le centre d'inertie du
système solaire et pour axes trois axes
dirigés vers trois étoiles,^cestrois axes
formant un trièdre indéformable.
Il peut ètre considéré comme galiléen.
Tout repère en translation rectiligne et
uniforme par rapport au repère de
Copernic est galiléen.
newtonienne
3. Les reDèrca falsant
lnteruenli la Tene
Dans le repère de Képler, le centre
d'inertie du système Terre-Lune décrit
approximativement une ellipse.
Pour simplifier, on dit souvent que
c'est le centre d'inertie de la Terre oui
-la
décrit lui-même une ellipse et que
Terre tourne autour de son axe SN par
rapport aux étoiles.
Un repère lié à la Terre consid,érée
comme un solide parfait, indéformable,
n'est donc pas galiléen.
Néanmoins :
a) Un repère teruestre peut être considéré comme galiléen en première
approximation.
Le centre d'inertie du Soleil reste toujours très voisin du centre d'inertie du
système solaire (à l'échelle du système
solaire).
A cette approximation, on néglige :
- la force d'inertie d'entraînement
due au mouvement du centre de la Terre
dans le repère de Képler [l];
- la force d'inertie de Coriolis due à
la rotation de la Terre autour de son axe:
la force d'inertie d'entraînement due à
cette rotation est incluse dans le ooids
+
m 'Cette
s.
Le repère de Képler peut être considéré
comme. gali.léen avec une très bonne
approxlmauon.
approximation est suffisante
pour l'étude de la plupart des problèmes
de mécanioue terrestre.
2. Le repère de Képler
Il a pour origine le centre d'inertie du
Soleil et pour axes des axes parallèles à
ceux de Copernic.
L'analogieentre la Terre, satellitenaturel habité du Soleil,et une station orbitale artificielle habitée tournant autour
de la Terre bute sur la différence fondamentale suivante : I'attraction gravitationnelle de la station sur ses
occupantsest totalement négligeable...
ce qui n'est pas le cas de la Terre vis-àvis de ses habitants.
L'imagination éprouve quelques difficultés en essayantde se représenter,à
I'intérieur de notre Galaxie en mouvement dans I'espaceet en rotation sur
elle-même,notre Soleil autour duquel
tourne la Terre, autour de laquelle
tourne la Lune, autour de laquellegraviterait une station spatiale dans
laquelle des cosmonaulesseraient en
état .d'impesanteur! Etrange ballet
cosmlque...
En résumé,dès qu'un véhiculespatial
gravite (dans quelque endroit de I'univers que ce soit), on peut affÏrmer que
ses équipementset sespassagerssont en
état d'impesanteur.
A ce sujet, il convient de signaler I'erreur commisepar Jules Verne dans son
récit Autour de lo Lune, publié en 1871,
A lire.,,
ll n'existepas, à notre connaiss a n c e ,d ' o u v r a g ea b o r d a n tl e t h è m e
d e l ' i m p e s a n t e udr a n s s e s g é n é r a l i tés. Cependanttrois articlesméritent
d ' ê t r e s i g n a l é s:
o A propos de l'impesanteur,par
J . - P .S a r m a n t .B u l l e t i nd e l ' U n i o nd e s
p h y s i c i e n s ,n o5 9 3 , a v r i l 19 7 7 , p p .
9 5 1 - 9 6 1 ,1 2 F ( U n i o nd e s p h y s i c i e n s ,
44, boulevardSt-Michel,75270 Paris
Cedex06);
o Les effets de marée, par H. Gié,
Bulletin de I'Union des physiciens,
n o6 5 2 ,m a r s1 9 8 3 ,p p .7 0 3 - 7 1 3 , 1 2 F
( m ê m ea d r e s s e ) ;
o Pour essayer de résoudre un
problème de mécanique, par
M. EvenoB
, u l l e t i nd e I ' U n i o nd e sp h y siciensn
, o6 1 1 , f é v r i e r1 9 7 9 ,p p .6 3 5 6 6 6 , 1 2 F ( m ê m ea d r e s s e ) .
P a r c o n t r ed e n o m b r e u s e sp u b l i c a tions traitent des recherches en
microgravité,mais nous les mentionnerons dans le numéro 29 d'Espace
Informationqui sera consacré à ce
suJet.
Qaelques exceptions
Étude des marées,de la déviation vers
I'est dans la chute descorps, des satellites
terrestres,des gyroscopes,du pendule de
Foucault, des courants marins, des
vents,...
b) Un repère ayant son oûgine au centre
d'inertie de la Terre et pour axes des axes
parallèles à ceux da repère de Képler
(repère géocentrique céleste),peut être
considéré comme galiléen en deuxième
approximation.
Cette approximation est meilleure que
celle du 3a.
A cette approximation, on négligeseulement la force d'inertie d'entraînement
due au mouvement du centre de la Terre
dans le repère de Képler [2].
Cette approximation est suffisante
pour l'étude des exceptionsmentionnées
en 3a, sauf pour l'étude des marées[3].
Marcel Eveno
(Extrait du Bulletin de l'union des physiciens, no 6ll, février 1979, pp.660-662)
ll Note de lo rédaction du BUP: qui est d'ailleurs
pratiquement compensée par les forces de gravitation dues aux astres, Soleil, Lune,...
[2] Même remarque que précédemment.
[3] Note de Ia rédaction d'Espace Information:
c'est dans ce repère qu'est généialement étudié le
mouvement des satellites artificiels.
en ne faisant apparaître l'état d'impesanteur qu'en une zone précise de la
traiectoire Terre-Lune. là où les
influences gravitationnelles de la Terre
et de la Lune se compensent(ce qu'il
appelle ls " point d'égale attraction > et
qu'on désigneaujourd'hui par " point
d'équigravité du système TerreLune "). En réalité tout le voyage - à
supposer qu'il ait pu prendre naissance
- aurait dû se dérouleren état d'impesanteur. (Les missions Apollo vers la
Lune en ont apporté la freuve.)
Voyons ce qu'écrit Jules Verne [8]
dont les trois héros, rappelons-le,ont
pris place à I'intérieur d'un projectile,
Columbiad, qu'un canon a propulsé en
direction de la Lune:
(...) Barbicaneet sesdeux compagnons
eurent le sentiment très marqué dun
nouveauphénomène.
Depuis le moment où ils avaient quitté
la Terre, leur propre poids, celui du boulet et des objets qu'il renfermait, avaient
l8l Autour de la Lune, J Verne, Livrede poche,no
2 0 3 5 , 1 9 7 9 ,p p 1 2 2 - 1 2 7
E S P A CIEN F O R M A T IN
OO
N2 6 - O C T O B R1E9 8 3- 7
Le phénomèued'intpesanteur
subi une diminution progressive.S'ils ne
pouvaient constater cette déperdition
pour le projectile, un instant devait arriver où cet effet serait sensiblepour euxmêmes et Dour les ustensiles ou les
instrumentsdont ils se servaient.(...)
On sait que l'atÛaction,autement dit
la pesanteur', est proportionnelle aux
massesel en raison inversedu cqffé des
si la
disîances.De là cette conséquence:
Terre eût été seule dans I'espace,si les
autres corps céleste.sse fussent subitement annihilés, le projectile, d'après la
loi de Nevvton, aurait d'autant moins
pe.séqu'il se serait éloigné de la Terue,
mais .sans.jamaisperdre entièrementson
poids, car I'attraction teruestre se .fût
toufours fait sentir à n'importe quelle
distonce.
Mais dan.sle cas actuel, un moment
devqit qruiver où le projectile ne serait
nlus aucunementsoumis aux lois de la
'pe
.tenteur, en faisant abstqction des
autres corp.ç célestes dont on pouvail
considérer l'effet comme nuL
En effet, la trajectoire du projectile se
traçait entre la Terre et la Lune. A
mesurequ'il s'éloignait de la Terue,I'qttraction tcrrestre diminuait en raison
inversedu carré desdistqnces,mais aussi
l'attraclion lunoirè ougmentait dans la
même proportion. Il devait donc srfiver
un point où, ces deux attrectiotrsse neutralisant, le boulet ne pèseroit plus. Si les
mossesde lq Lune et de lo Terre eussent
été égales,ce point sefût rencontréà une
égale distance des deux a.stres.Mais, en
tenant compre de la dffirence des
messes,il étqit facile de calculer que ce
p o i n t . s e r a i ts i t u é a u x q u o r q n t e - s e p t
cinquante-deuxièmes
du voyage,soit, en
chffies, à soixante-dix-huitmille cent
quatorze lieues 19) de lo Terre. (...)
quele
Or, commentreconnaîtraient-ils
projectile avait atleint ce point neutre
mille cent suasitué à .çoixcrnte-clix-huit
torzc liauas dc lq Terrt' e
Précisémant lorsque ni eux ni les
objets enfermés dans le projectile na
seroientolus ctucunemenlsoumisaux lois
de la pesantaur.
,Iusqu'ici, les voyageurs, tout en
con.etatonlque cetle action diminuqit de
plus cn plu.r, n'avaient pas encore
reconnuson ab.çence
totele. Mctisce iourlà, vers onzc hc'urcs du matin, Nicholl
ayant loissé échapper un vefte de sa
main, le vete, au lieu de tomber, resta
.ruspendudan.sI'air.
GlU'e.st-ceque le poids ?
(Ro)
@
S c h é m a 1 . C o n s i d é r o n su n e p o m m e r e p o s a n t à l a s u r f a c e d e l a T e r r e O n
peut l'étudier soit par rapport au repère géocentrique (Ro),que l'on peut
c o n s i d é r e r c o m m e g a l i l é e n a v e c u n e a p p r o x i m a t i o n s u f fi s a n t e i c i , s o i t p a r
rapport au repère terrestre (R') lequel tourne autour de l'axe des pôles par
r a p p o r t à ( R o ) ;( R ' ) n ' e s t p a s g a l i l é e n
S u p p o s o n sl a p o m m e i m m o b i l e p a r r a p p o r t l l ( R ' ) . D a n s l e r e p è r e ( R ' ) ,l a
p o m m e e s t s o u m i s e à l a f o r c e d e g r a v i t a t i o n / F i l , e E s e n t i e l l e m e n tl a g r a v i t é
terrestre, et à la force d'inertie d'entraînement (F;").
On démontre que : F," : mos2HM avec m.' masse de l'objet, a.r' vitesse
a n g u l a i r ed e r o t a t i o nd e l a T e r r e , H M ' d i s t a n c e d e l ' o b j e t à l ' a x e d e s p ô l e s
(voir El, no25, p 14)
d e u x f o r c e s .D a n s l e c a s
O n a p p e l l ep o i d s d e l a p o m m e l a s o m m e f F i d e
s q u a t e u r ,o u s a v a l e u r e s r
d e l a T e i r e , F î e s t r e l a t i v e m e n tf a i b l e d e v a n t F i ( à " le' é
m a x i m a l e , e l l e e s t e n c o r e 3 O Of o i s p l u s f a i b l e ) .A u t r e m e n t d i t , s u r f e r r e F i e t Ê
s o n t p r a t i q u e m e n tc o n f o n d u s ( s u r n o t r e s c h é m a , c ' e s t i n t e n t i o n n e l l e m e n t
q u ' o n a c o n s i d é r a b l e m e n te x a g é r él e u r r a p p o r t ) ,c e q u i r e v i e n t à a d m e t t r e q u e
gravitation et pesanteur sont ici assez comparables
Le poids mesuré à la surface terrestre prend donc en compte une force
d ' i n e r t i e c e n t r i f u g eq u i v i e n t e n d é d u c t i o nd e l a g r a v i t é( s a u f a u x p ô l e s o ù
cette force d'inertie n'existe pas) Toutes choses égales par ailleurs,le poids
d ' u n o b j e t d o n n é s e r a d ' a u t a n tp l u s f a i b l eq u e l a p l a n è t et o u r n e r ap l u s r a p i d e ment sur elle-même
S c h é m a 2 . D a n s l a v i e q u o t i d i e n n e o, n a p p e l l ep o i d s l a f o r c e q u i p l a q u eu n
oblet sur son support, ici à la surface du sol
S c h é m a 3 . C e t t e f o r c e a t t r a c t i v eq u ' e x e r c e l a T e r r e s u r l a p o m m e p e u t ê t r e
m e s u r é e , D a n s n o t r e e x e m p l e ,l a p o m m e r e p o s e s u r u n s u p p o r t m o b i l e e n
c o n t a c t a v e c l e s o l p a r l ' i n t e r m é d i a i r ed ' u n r e s s o r tc o m - p r e s s i b l el l e s t é v i d e n t
que notre instrumentpeut fournir une mesure de P
aus.ti,placée par Michel dan.r I'espace, co,nnrc des gens ivres aaxquels Is stabireproduisit,mqi.ç.çqnsaucun truc, la sus- lité
fait défaut. Le fantastique a créé des
pension merveilleuseopéréepar les Cas- hommesprivés de leurs reflets, d'autres
lon et Robert-Houdin, Lq chienne, wivés de leur ombre ! Mais ici la réalité,
d'ailleur.s,ne semblait pas s'aparcevoir por ln neutrolité tles
forces ottroctives,
qu'elle flottait dans l'air.
.faisoit des hommcs en qui ricn ne pc.sctit
Eux-mêmes, surpris, stupéfaits, en plus, et qui ne pesaientpas eux-même,t!
dépit de leurs roisonnementsscientifiSoudain Michel, pren(tnt un ceïtain
" Ah ! ,s'écriaMichel Ardan. voilà donc qut'.s,ils scnîaian!, ct,s trois aventurclux élan, quitta le fond, et resta suspenduen
un peu de physique emusante! "
compagnonsemportés dan.çle domaine I'air comme le moine de /a Cuisine des
Et aussitôt, divers objets, des armes, du merveilleux, ils sentuient que Io Anges de Murillo.
des boutailles,ebandonnésà eux-mêmes, pesonteur manquait à leur corps. Leurs
Sescleuxamis I'avaicnt rejoint cn un
se tinrent commepor miracle.Diane, elle bras, qu'ils étendaient, ne cherchaient
plus à s'abaisser. Leur tête vacilloit sur in.slant, et tous lcs troi.s, au ccnlre du
lews épaules. Leurs pieds ne tenuient prolectile, ils figuraiant une q.çcen.sion
[9] La lieue, ancienne mesure cle distance, valait
a o D r o x i m a t i v e m e n4t k m
plus au fond du projectile. IIs étaient miraculeuse.
B -
NO2 6 ' O C T O B R E1 9 8 3
Le phénomène d'imPesanteur
d'une force supplémentairesur un véhicule spatial en chute libre.
... et l'tmpe.santeur ?
est réalisédans tout systèmede
Par définition,un champ d'impesant.eur
référence(R') dans lequel'la somme t + fr est nulle ou très faible devant
Ê, H désignantla force d'inertie d'entraînementdanq (R').
Le poids d'un corps au reposdans (R'),mesuréavec des appareilsliés au
système(R'1,est alors nul ou voisin de zéro.
Scâéma 4. ll illustre la possibilitépour les deux vecteursËet Fi Ae se
compenser.Pource faire,il convientde placerl'objetà l'équateur(alignement
des deux vecteurs)et d'envisagerune planète,qu'on dénommeraX (même
masseet mêmesdimensionsque la Terre),tournantbien plus vite autour de
I'axe des pôles.
Le calcul montre que sa rotation doit être environ 17 fois plus rapide;
autrementdit, elle effectueraitun tour sur elle-mêmeen un peu moinsd'une
heure et demie. contre 23 h 56 mn 4 s pour la Terre.
(Pour alléger le schéma, nous avons omis le repère Ro.)
Schérna5. Dans cet exemple-ci.l'objet n'est plus immobile par rapport à
la surface terrestre, mais décrit une trajectoiregravitationnelle(ce peut être
un satellitede la Terre ou simplementun objet qui tombe en directionde la
Terre,la résistancede l'air étant négliglie).L-àencore,dans le repère(R'),on
observeune compensationdes force.-s
Ëei F" C'estce cas qui séra eiaminé
en détail dans ce numéro. (DocumentsEl - Boltana,zReilles).
1. Moteurs éteints, un vaisseauspatial progresse dans le vide interplanétaire: il est en chute libre. Soudain ses
moteurs sont allumés et le vaisseauexécute un brusque virage. Du fait de son
inertie, le passagerest projeté contre la
paroi et I'ensemblede son corps ressent
les effets de cette poussée.Les parois du
vaisseau I'obligent à suivre la nouvelle
direction prise par le vaisseau: tanl
qu'agit cette poussée le vaisseau n'est
plus en chute libre et I'astronaute n'est
plus en impesanteur.
2. Même prologue : le vaisseauspatial est en chute libre. Soudain surgit un
corps célestede forte densité qui dévie
(par attraction gravitationnelle) le vaisseau spatial d'une façon rigoureusement identique au cas précédent
(exécution d'un virage comparable).
L'astronaute ne ressent absolument
rien. En fait, Ie vaisseouest toujours en
chute libre et I'astronaute se trouve toujours en état d'impesanteur. Ce n'est pas
la paroi du vaisseauqui I'oblige à changer de direction mais le nouveau champ
de gravitation. Et ce champ agit de
façon quasi semblable aussi bien sur
son corps que sur le vaisseau,de telle
sorte que I'astronaute ne ressentaucune
modification.
Ajoutons encore, pour en terminer
avec ce sujet, que contrairement à ce
qui est parfois écrit dans la littérature
de science-fiction, | état timpesanteur
ne cesserapas nécessairementau voisinage dune grosse planète.' tant qu'un
véhicule décrit librement une trajectoire
gravitationnelle, il est en chute libre...
quelle que soit la proximité du corps
attractif.
,, Est-ce croyable ? Est-ce vraisemblable ? Est-ce possible ? s'écria Michel.
Non. Et pourtant cela est ! Ah ! si
Raphaël nous avail vus ainsi, quelle
jelée sur sa toile !
" Assomption " il eîtt
- L'Assomption ne peut durer,
répondit Barbicane. Si le projectile passe
Ie point neutre, l'attraction lunaire nous
attirera vers la Lune. " (...)
(Bien entendu, les passagesque nous
avons fait composer en caractèresgras
- afin d'attirer I'attention du lecteur
- ne se détachaient pas du reste du
texte dans le livre de J. Verne. Note de
la rédaction.)
dans un repère (géocentrique) lié à la
Terre et ne prenant en compte que les
variations de la gravité terrestre et
lunaire. Mais on a vu que la valeur de g
n'a rien à voir avec I'impesanteur qui
Partlcularltés
de
l'état d'lmpesanteur
Avant d'aborder ce sujet, il convient
de préciserque pour différentesraisons,
on ne peut, dans la pratique, obtenir
dans un véhicule spatial une impesanteur parfaite, forces de gravité et forces
d'inertie ne se compensant pas e;\:actePar contre, Hergé, dans On a marché ment. Diverses causes (par exemple
sur la Lune, publié en 1954, a bien dis- I'inhomogénéité de la Terre, le frottetingué la phase balistique (qui s'accom- ment atmosphérique, le mouvement du
p a g n e d ' u n é t a t d ' i m p e s a n t e u r à véhicule sur lui-même qui provoque
I'intérieur de la fusée) et la phase pro- I'apparition de ce qu'on appelle la force
pulsée (avec création d'une pesanteur
d'inertie de Coriolis,...) font qu'il subL'erreur de Jules Verne s'explique artificielle).
siste toujours une accélération résipar une confusion dans les repères: il
Examinons à présent les consé- duelle ou qu'apparaissentsanscessedes
prétend observerà I'intérieur de Columbiad les modifications d'un poids défini quences que peut avoir I'application accélérationsparasites.
1983 E S P A C EI N F O R M A T I O N ' 2 6 - O C T O B R E
9
En particulier, au voisinage de la
Terre, la gravité zéro est une limite vers
laquelle on peut tendre mais qu'on ne
saurait atteindre. Aussi les spécialistes
préfèrent-ils le terme de microgravité
(du grec mikros.' petit) pour désigner
cet étatuol.
Quels sont les effets
de I'impesanteur sur Ie
contenu d'un oéhicùle
spatial en chute libre ?
r
_ci.ry:q:':ii
\r
':s
a5
rP:I
:1.i_'
_\1l5ii
Pour les découvrir, revenons à notre
cobayedu début qui n'estplus dans une
banale cabine d'ascenseurmais dans un
vaste local sans ouverture, qu'on appellera son laboratoire: il est confortablement installé sur une chaise,derrière un
bureau sur lequel reposent quelques
objets usuels.Pour le moment ce laboratoire est immobile sur la surface
terrestre.
La caractéristiqueessentiellede cette
scène banale est que tous les objets de
ce laboratoire sont soumis à leur poids
qui les plaque sur leur sappoyt:l'eipérimentateursur sa chaise.la chaisesur le
plancher, le plancher sur la structure du
laboratoire, le téléphone,les crayons et
les livres sur la table, I'eau dans un
verre, le,verre sur une soucoupe,etc. Et
il faut exercer des forces non négligeables pour les en déloger. Si notre
cobaye saisit une gomme et la laisse
tomber, elle se dirige naturellement vers
le sol.
Dans I'espoir d'observer des changements notables,mettons ce laboratoire
en mouvement au voisinase de la sur[10] Néanmoins la définition officielle du mot
impesanteur impliquant une somme des forces
d'inertie et gravitalionnelle nulle ou très faible, il est
loisible d'employer indifféremment l'un ou l'autre
lerme, ce que nous ferons dans ce numéro
, ( ) r l 1 i t t l t i ) i ù t : f , i t ' t ) t i l t i l U (I' ,l r ' 1 r . t, r r , t i i l t ' . i , :1 : l r t : , , i t ' r i r l L t r : i( rl ir L (:,, t ) i t i l l t L s l t el t i r l L : , t , : : t t t t.
,t,i: ,,:,, t r i,1t,,,,
) t i t . , t i i i , t t , : i , t , i i t n 1ttt u t t t t ( . i t l , u t ( l 1 i ' l i ) t ; t t I t ' , ) L t , n n t t . t t t l
itt
,1,
I
L i t t ' i i , l t ) t . i i t t i l t ) i Litl , t t ' t t r , , r / / ( ) r , i / 1 1
\ (1 1 11 , i. l t , t i t . ,r / r , ( ) t i i t t r t ; r l ( ; l r S
d l l l a I u t r r - .n, ; t t i ! r : t t i : :
qu'il imprimaitâ
notre lusée
éréait à /'intéùeur
une Sorle
de pesa nteur arliJici e //e
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E S P A C EI N F O R M A T T ONNO2 6 - O C T O B R E
1983
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" (i ,j tl st ll tt 't ni ,t ,t ), l t
;
l()'t'j)
Le phénomèned'impesanteur
face terrestre. Par exemple, soLlmettons-le à des vitessesélevéesoLl à de
fortes accélérations.Pour cela,
installons-ledans un train à très srande
vitessefiusqLr'à300 kmlh) ou d-ansla
soute d'un avion supersoniqueIursqu'à
2 000 kmlh). Que constate-t-on? A vrai
dire très per-rde différences.Bien sûr, si
le décollagede I'avion est un per,rviolent ou si le train modifie brutalement
son molrvement, un livre per-rtglisser
sur Ie bnreau et même tomber an sol.
Mais nécessairement
il s'arrêteraquelque part et y restera.
A//ons, whisky, p-p-pds de
mon
blagues!. D-d-dans
lerre .et p/us tzile que ça ! ,.
Et le verre d'ean que I'on tient fermement ? Son contenu peut subir, en raison de mouvementsextérienrsbrutaux
du même type, de vives secousses.
Une
fraction du liquide peut s'en échapper,
s'éconlersur la table puis snr le sol du
laboratoire. Sr"rivantla ( pente naturelle " et soumiseà son poids, I'eau va
gagner les parties les plus bassesdu
E n i m p e s a n t e u r , d e u x d e s t r o i s gravitationnelle.C'est au centred'inervéhicule(comme pour se diriger vers le sourcesd'informations contribuant atr tie du laboratoire que eettecompensacentre de la Terre) pnis n'en bongera maintien de l'équilibre (d'une part, le tiôn est le mieux réalisée,mais on sait
pratiquement plurs.
système nerveux et ses divers capteurs bien qu'elle n'est pas-parfaiteen raison
Au total, rien de bien inhabituel,qure r e l i é s ,e n t r e a u t r e s ,à l a p e a u ,a u x a r t i - d ' a u t r e s f o r c e s p e r t u r b a t r i c e s , p a r
le laboratoiresoit immobile ou en mou- culations et aux muscles,d'autre part, exemple la traînée atmosphérique.)
A.
vement. La raison ? C'est qluela pestln- l'appareil vestibulaire- qui détecte les
E t o n n é ,i l c h e r c h eà l ' é l o i g n e rd e l u i
teur lerrestt'e ne cesse d'agir et de accélérations angulaires et linéaires et lui imprime une brève poussée:elle
perturI'oreille
interne)
situé
dans
sont
manifester ses effets.
décrit r"rnetrajectoirerectiligne(dans le
bées;la troisième, la vision, n'étant pas
Et en impesanteur alors ? Nous y altérée.Pour notre cobaye, il en résulte sensde la poussée)jusqu'à herlrterune
paroi puis rebondit avant d'entreprenvenons. Le laboratoire - toujours lui une sensationtrès particulière
ll2l: il dre une colrrse complexe. Pourquoi ?
- est tranqr-rillement
posé à la surface
ne perçoit plus ni haut ni bas,son corps
C'est là un comportement dont rend
terrestreoLlandsoudain...la Terre s'enne pèseplus, ses membresnon plus; il
compte la loi fondamentalede la dynatroLlvreef il entameune descenteverti-une
ginense à I'intérieur du puits (évoqué éprouve la sensationde flotter.
miqire (voir EI, no25, p.8): à
Mais sesfonctions vitalesne sont Das impulsion fait suite Lln mouvementrecprécédemment) où le vide a éÉ fait
(pour éviter toute réSistance
atmosphé- a f f e c t é e si:l v o i t . i l r e s p i r e i,l e n t e n d i a u tiligne !31. Dans notre cas pourtant la
rique) : il tombe en chute libre et entre prix de précautionsparticulièresil peut résistancede I'air du laboratoire viensesmLrrsc'est l'état d'imoesanteur.Son s'allhenter. (Pour plus de détailssur les d r a à b o u t d e c e m o r r v e m e nqt t t i n e s e
p a s s a g e rp r e n d - i l c o n i c i e n c e d e c e différentsaspectsde la vie en impesan- poursuivra pas indéfiniment bien qtte
changementd'état? Constate-t-ilquel- terlr - modifications physiologiques, de nouvelles forces parasitespuissent
travall, sommeil, loisirs, nutrition, éli- remettre la gomme en mouvement.
qne chose d'anormal ?
mination des déchets, santé, aspects
Souhaitantse désaltérernotre cobaye
Oh ! qureolri ! Dans son corps, tollt psychologiques- nolls renvoyons le
d'abord, qui est le siège de modifica- lectenr à I'article L'Homme dans I'es- s'empare du verre que I'on snppose
t i o n s i m p o r t a n t e s : s u r l e s y s t è m e pace parLrdans EI, no 15, 1"'trimestre encoreposé sur la table, ce qui est loin
d'être évident.Arrêtant le verre à haucardio-vascnlaire(nouvelle répartition 1 9 7 9 . ) .
teur de ses lèvres, il verra le.-liquide
de la massesangnine,déplacementde
Par contre, attardons-nous sur le Dolll'sLllvreson moLlvement: I'eau va
sang et de liquridesorganiques! ll vers
les parties supérieuresce qui induira comportement des objets du labora- iluitter le verre, vraisemblablementlui
d e s p e r t u r b a t i o n s d u s y s t è m e d e toire. Voulant renonveler I'expérience heurter la face et se fractionner en
contrôle neuro-hormonal),sur le sque- faite sur Terre, notre cobaye s'empare
(suite en page l5)
lette et les muscles (qui n'ont plus à de sa gomme et ouvre la main pour la
< stlpporter le poids du corps), sur laisser tomber : elle ne bougepas. Pour"
[ 1 3 ] A c e p r o p o s , p r é c r s o n sq u e s i , e n i m p e s a n quoi ? Comme tôus les objets du labo- teur,
I'appareil de l'éqr"rilibrationenfin.
un objet n'a plus de poids, il possède toujouts
ratoire, elle est déjà soumise à une u n e m a s s e d ' i n e r t i e l l n e f a u t p a s i m a g i n e r q u e d e s
chrrtelibre, alors le fait que la main soit da és tprloancaeur ol enst ,aei sné mi me pn et seat nrtaepuird eamu teonut rd ed et r èl as lToeurrrdes,
ouverte ou ferméene changerien à son o b j e t s T o u t o b j e t o p p o s e e n p e r m a n e n c e u n e r é s i s mouvement. (Par rapport au la^bora- t a n c e à t o u t e m o d( ci f' ei csat t i o n d e s o n é t ap toduer m o u v e m e n t
ou d'immobrlité
l'inertie); et
déplacer ne
[ 1 1 ] l l f a u t t o u l e f o i s s i g n a l e r l a p o s s i b i l i t éd ' u n e toire, pris comme référentiel,il y abomserall-ce qu'une caméra de télévision un astronaute
compensation partielle de cel effet par applicatton
doit fournir un certain elfort. l'effort à accomolir
force
pensation
force
d'inertie
et
entre
d'une pression négative à la partie inférieure du
déoendant de l'accélération voulue
c o rp s
C'est d'ailleurs une technique (connue sous le
sigle LBNP, Lower Eody Negative Pressure) utilisée
en médecine spatiale à des fins diverses: pour
c o n t r e c a r r e r l e s e f f e l s c i r c u l a t o i r e sd e l ' i m p e s a n t e u r
e t p a l l i e r l e m a n q u e d e c h a r g e g r a v i t a t i o n n e l l eà
bord des stations Saliout (combinaison Tchibis des
S o v i é t i q u e sv; o i r E l , n o 1 5 , p . 6 ) . L e s A m é r i c a i n s ,e u x .
y v i r e n t u n m o y e n d e s u i v r e l e p r o c e s s u sd e d é c o n d i tionnement des astronautes au terme des misstons
Skvlab
[ 12 ] S e l o n l e s i n d i v i d u s , l e s s e n s a t i o n s é p r o u v é e s
vont de l'euphorie, du bien-être physique et psychiq u e à u n e f o r t e a n g o i s s e ( s e n s a t i o nd e c h u t e i n i n t e r rompue, verliges accompagnés de nausées,
désorienlalion totale. ..). Toutefois ces divers troub l e s n e s e m a n i f e s t e n tp a s c h e z l e s c o s m o n a u t e sq u t
sont sélectionnés pour leur résistance à la désorienlalion et. de plus, subissent un entraînement approorié oréalable
E n e f f e t , p o u r d é p l a c e r u n o b j e l d e - m a s s em , i l f a u t
l u i c o m m u À i q u e r J n e a c c é l é r a i i o nf d o n c a o o l i o u e r
une f orce 7-telle que 7-= mî et l'effort que çloit
fournrr l'astronaute corresoond au travail de E
Plus la masse est grande, plus la lorce nécessaire
oour lui communiouer une accélérationdonnée doit
être grande Plus l'accélération est faible, plus la
vitesse obtenue au bout d'une durée donnée est faible Et plus la vitesse est fâible, plus le déplacemenl
obtenu au bout d'une durée donnée est faible
ESPACE
I N F O R M A T I ONNô 2 6 . O C T O B R IE9 8 3 - ' I 1
Le phénonùne d'impesanteur
Les <,piétons )) du costnoe.,,
Si, jusqu'à présent, on a surtout parlé de I'impesanteur
régnant à I'intérieur d'un vaisseau spatial,c'est pourla simple
raison que c'est généralement là que se tiennent les asiro.
nautes. Car, bien sûr, à I'extérieur aussi c'est I'impesanteur...
Supposons qu'ainsi protégé notre astronaute sorte de son
véhicule spatial,_unpeu à la manière d'un parachutiste s'éjec.
tant d'un avion[1]:'sans précautionspartièufères,il s'élairce
dans le vide...
S'il agissait ainsi, il n'aurait aucune chance de revenir à son
vaisseau. Car si le parachutiste est certain, lui, de regagner le
sol, I'astronauteest dans une tout autre situation: dès I'instant
Par conséquent, si I'astronautetient à demeurer au voisinaoe
de son véhicule et à le rejoindre à sa guise, une solution s'iËt.
pose: rester en permanence relié par un filin de sécurité (c'est
ce qu'on appelle le cordon, par analogie avec celui du nouveauné). Et c'est effectivement ce qu'ont fait tous les astronautes
américains et les cosmonautes doviétiquesqui ont effectué des
sorties extra.véhiculaires.
Un exemple numérique [2] aidera à comprendre ce phénomène d'éloignement homme/vaisseau :
(...) aas I'instant où un homme de I'espace est matériellement détaché de son uaisseau cosmique, il constitue, du
point de uue de Ia mécanique spatiaLe,un satellite distinct de
ce uaisseau, qut aura son mouuement propre. (...)
D'où cette situation. Imaginons un cosmonaute relié à son
uaisseau par un cordon de B m. Il I'a laissé se dérouler en se
déplaçant seLon la uefticaLeascendante, puis il s'en est déta.
ché auec d'infinies précautions crouant être relatiuement
immobile par rapporT'à la cabine. Au 6out d'une réuolution, il
se retrouue à 78 m en arrière ! Et il sera à 78 m en auant, s'il
s'est déplacé uers le bas. (...)
Or, tout change auec un cordon dont, en fait la solidite est
secondaire car ces mouuements balistiques différents se tra.
duiront par de très faibles tensions. Mieux, un cordon assure
I.'auto+appel. (,..) u.r1homme de I'espace, agant cÉé une
impulsion pour s'écafter de son uaisseau spatial, sera
cond.uit à s'en éloigner rcgulièrement. Jusqu'au moment où
le cordon se tendra : alors,iouant Lerôle d'un ressort,il créera
une impulsion de sens inberse alJant pour effet de ramener
l'homme de l'espace L)erssa ca6ine.'(...)
Revenons à notre astronaute au moment où il s'élance dans
le vide (il est relié par un cordon à son vaisseau).Crâce à son
scaphandre, il est protégé des effets du vide, du froid (ou du
chaud) et 4e certains rayonnements...mais pas de I'impesan.
teur qu'il affronte,cette fois, d'une manière toute nouvelle: sans
cadre de rcférence et suftout sans point d'appui !
Dans sa cabine, les parois, les sièges,les tableaux de bord et
les instruments constituent un cadre de référence qui lui per.
met de se repérer (n'oublions pas que son organisnie a perdu
toute notion de haut et de bas), d'apprécier des distances et de
localiser les objets. Malheureusement,à I'extérieur,les repères
visuels sont peu nombreux et lointains : son vaisseau.le Soleil.
la Lune et la Terre...s'ils se trouvent dans son champ de vision.
Rien d'autre...
Et I'absence de tout point d'appui ne va pas lui faciliter la
tâche. Car dans le vide il n'y a rien, absolument rien, sur quoi
prendre appui...
déterminée (un peu comme le chat qui, au terme d'une chute
Iibre, retombe toujours sur ses pattes ). Pour y parvenir,il lui faut
déplacer les bras et les jambes, cambrer le buste, effectuer des
contorsions épuisantes...Pas étonnant, dans ces conditions,
qu'il ait été comparé à un nageur débutant en train de se débattre pour ne pas couler !
L'analogie n'est d'ailleurs pas si mauvaise puisque nous ver.
rons dans le numéro 28 d'Espace Information que l'immersion
de courte durée (quelques heures) est I'une des meilleures
méthodes pour apprendre, sur Terre, à se déplacer en
lmpesanteur.
(Cette technique peut aussi être un excellent moyen pour
éprouver soi-même une partie des difficultés rencontrées par
un astronaute hors de son vaisseau: pour cela il suffit de olon.
ger dans le bassin d'une piscine et'd'essayer d'adoptei une
position bien précise ou de faire un demi-tour sur soi...Ce n'est
pas très facile et pourtant I'eau est un support matériel - très
fluide, il est wai - sur lequel on peut prehàre appui, ce qui est
totalement impossible dans le vide.)
(suita en puge l-l)
[ 1] N o u s n ' e n v i s a g e r o n s p a s r c i l e s m o d a l i t é s p r a t r q u e s d e l a s o r t t e d a n s
l'espace (sas de dépressurisation, )
[ 2 ] l l e s t e x t r a i l d e C o s m o s e n c y c l o p é d i e ,S c r e n c e s e t A v e n i r , 1 9 7 3 , t o m e
7. o 859
12 -
E S P A C E I N F O R M A T I O NN . 2 6
- O C T O B R E1 9 8 3
Le phénomène d'impesonteur
,r';-'qjËf'
, A le voir s'agiterainsi,on peut I'imagineren train de nager,de
planer...mais sûrementpas de marchèr.Et pourtant,au temps
des premièressortiesdans I'espace,en 1965,c'estI'expressiôn
qui-fu! retenue-par les media : la marche dans l'æiace, les
spécialistespréférantparler d'activité extra-véhiculairè.
. P_assurprenant,dans ces conditions,que le premier piéton
de f'es-paie,Leonov,ait regagne son valsseaucomplètèment
aprèsune dizainede minutesde marchedarisI'espace
Çpuiæ
(mars 1965).
Peut-on,dansces conditions,envisagerde fairetravaillerun
astronautedans I'espace? Et le fait est que les premièrestentatives en ce domaine ont été décevanteÀ.
Elles ont mis en évidence la nécessitéde disposer de points d'appui (poiqnées.
-parois
barres,filins, emplacemeritspour lês pieds,...)'surl'es
extérieuresdu vaisseauet d'outils appropriés.Sans point d'ap.
pui, la moindreopérationdevientinfeinaledu fait deia réactidn
qui accompagnetoute action.Sur Tene, les deux piedsferme.
ment posés sur le sol, on peut sans difficulté desserrerun
écrou; mais dans I'espace,sans adhésionà un support,
on
toume dans le sens opposésans desserrerI'ecrou!
Pour faciliter les déplacements dans l'espace, I'idée est
venued'équiperI'astroôaute
d'une sortede piétoletspatialqui
lui permettrait(par éjectiond'un gaz)de créei de brèv'esimpirl.
sions et de se propulser par réaction. hemier Américaih à
s'aventurerhors d'un vaisseauspatial,White a expérimenté,le
(suite en page l4)
NO2 6
O C T O B R E1 9 8 3 -
13
Les <, piétons n du cosmos,,,, (suite)
3 juin 1965,un tel instument, le ZIP(Zerog IntegrationPropul.
sion) qui fit de lui ls r premier homme à motéur n.
[3] Voir El. no 22, p. 18
Comment se peser dans I'espace ?
. ll a été dit par ailleurs qu'une mission spatiale de longue
durée à bord d'un laboratoireorbital n'était pas sansincidence sur I'organisme - donc la santé - des hommes.
Aussi une surveillance médicale est-elle régulièrement
assuréepar les cosmonauteseux-mêmes.Parmi les nombreux contrôles effectués figure, bien entendu, la pesée
qui est un examen médical important.
Mais comment se peser dans I'espace alors que le poids
est une notion qui n'a plus de sens? Tout simplement en
cherchant à mesurer... la masse des cosmonautes qui,
elle, existe toujours.
A cette fin, la station soviétique Saliout-6 (ainsi que
Saliout-7) disposait d'une balance installée au plafond
(voir le schéma ci-contre).Le principe de la pesée consiste
à faire osciller la partie mobile d'un instrument sur
laquelle prend place le cosmonaute; la fréquence des
oscillations étant en relation avec la masse du patient. Un
étalonnage fait au sol, avant le vol, permet d'établir la
relation fréguence/masse).
Au cours des vols de longue durée, I'opération de pesée
est faite de deux à quatre fois par mois.
I4 -
NO2 6 - O C T O B B E1 9 8 3
(suite page I l)
vohlmes de petitesdimensionstendant
plus on moins à prendre la forme de
sphèresqui flottent autoLlrde lui. Pourquoi ? Parceque contrairementà ce qui
se passeau sol, ce ne sont plus lesforces
de volnme (le poids) qui s'imposent
mais celles de snrface : c'est Ia tension
superficielle qui est responsable de la
forme sphériquequ'ont tendanceà adopter tous les liquidesen impesanteur(voir
en page 18 le chapitre consacré aux
liquides).
Un mîIieu æpértmental
différent
Ces modifications sont oarticulièrement sensiblep
s o r l r c e r t a i n sp r o c e s s u s
physiquesou chimiques(de type métallurgique) mettant en jeu au morns une
p h a s e f l u i d e : c r o i s s a n c ec r i s t a l l i n e ,
solidification d'alliages, séparation
électrocinétiquede substancesbiologiqlles,... En impesanteur,ces processlrs
vont se déronler dans des conditionstrès
dffirentes de celles rencontrées sur
Terre: leur étude fait I'obiet des
r e c h e r c h e se n s c i e n c ed e s m à t é r i a u x
dans I'espace.
Alors qureles processusphysiqures
or-r
biologiques ont été bien étudiés en
hypergravité(S >Cù il n'en est pas de
même en hypogravité(g/g.11) princioalement aux très faibles niveaux de
fravité (g,zg,(0,001) tl5l.
La diversité des modifications ohvRecensonsles principalesdifférences
N'y tenant plns, le passagerveLttse siologiques observéessur I'organisme constatées:
humain
richesse
montre
la
du
chamo
lever et ponr cela prend appui sur ses
* absencedesphénomènes
de séparajambes... ce qui le fait quitter rapide- d'investigations qui s'offre aux cheiment son siègeet le sol : il s'élèveversle cheurs concernéspar les problèmesde tion observés,sllr Terre, dans les sysplafond ! Pourquoi ? Parce qlle toute survie et d'adaotation de I'Homme tèmes hétérogènes(une phase flurideet
action, même minime, engendre nne dans I'espace.Mais il sera tout aussi d e s é l é m e n t s s o l i d e s . l i q u i d e s o u
) u f a i t d e s é c a r t sd e ' d e n s i t éI.l
force de réaction dont I'effet est sou- intéressantde soumettre à ces condi- g a z e u x d
v e n t s p e c t a c u l a i r ee n i m p e s a n t e u r . tions particulièresdes représentantsdn s'agit de la sédimentotion (précipitation
Dans cet état, un objet n'est plus " pla- règneanimal on du règnevégétal.L'ende matière dissoute ou en suspension)
qué ' contre son support par la gravité. semble de ces recherchesspatialesqui et de la poussée d'Archimède (en
Le simple contact peut être maintenLl, touchent aussi bien à la médecineou'à anglais : buoyancy)qui, sllr Terre, sont
mais la moindre perturbation va le l a b i o l o g i e ( z o o l o g i e . b o t a n i q u e . . . . ) dominantes dans tons les systèmes
séparerde son sLlpportet il va errer à s ' i n s è r e d a n s c e q L l ' o n a p p e l l e l e s fluides : ici-bas, c'est bien connur,dans
travers la cabine... (Sur Terre, quand sciencesde Ia vie ll6l. Elles se propo- un milieu liquide, le " plus léger"
ponr quitter un siège nous prenons sent d'étudier I'influence de la Desan- monte et le . plns lourd." descend.(En
appui sur nos pieds, notre poids nons t e u r s u r l e s o r g a n i s m e sv i v a n t s ' ( d o n t lmpesanteur, aLl contralre, cecl ne se
maintient toujours contre le sol. En I'Homme) alr coLlrsde leur évolution et produit plus, lourd et légern'ayant plus
i m p e s a n t e u r , c e m ê m e m o u v e m e n t pendant la période de maturation oll d e s e n s . )
revient à nous éloigner vivement dut sur le fonctionnement normal d'un
Avantage évident: en impesanteur
organlsme.
plancher !)
on peut espérerdisposer de mélanges
Secondgrand domaine d'étudesmet- qui, sur Terre, évolueraientrapidement
Pour cette raison, tous les objets qui
tant
à profit lesparticularitésde I'impe- d'nne façon défavorable(liquides thern'étaientpas fixésvont être dispersésen
santelrr,
la sciencedes matériqux [16]. modynamiquement immiscibles, sLlspeu de temps à travers le laboratoire.
pensions de particules solideq ou de
Gagarine, le premier homme de I'es- En effef, de curieuseset importantes
modifications
bulles gazeursèsau sein d'uÀ fluide
lorsqu'on
apparaissent
pace,commentait ainsi son expérience:
examine de plus près le comportement ! 7 1 , . . . ) . E t c e s m é l a n g e sp o u r r r o n tê t r e
Arraché au plancher,je suis resté sus- de la matière. Qu'observe-t-onlorsque solidifiéssansséparationni ségrégation
pendu entre plancher et plafond. (...) s'établit une pesanteur très réduite? [l81. Pour les scientifiqneset les techniTout est devenu soudain plus léger. Mes D'une part, la disparition de phéno- ciens, c'est I'espéranced'obtenir des
bras, mes jambes, tout mon corps sem- mènes admis comme < natllrels> sllr matériaux ou alliages impossibles(ou
blaient n'être plus à moi. Ils ne pesaient Terre, d'antre part, I'apparitionde phé- difficiles) à produire srtr Terre et intérien. Je n'étais ni assisni couché,.ieflot- nomènes inobservablesen temps nor- ressants par leurs propriétés mécanitais. Et les objets non aruimésplanaient, m a l ( l o r s q u e r è g n e u n e p e s a n t e r l r q n e s , é l e c t r i q u e s , o p t i q u e s , m a g n é eux aussi,je les observaiscommeen rêve. normale);de secondaires
celtainsméca- ilqLlesou autres.
(...). Les gouttes de liquide sorties d un nismes deviennentprépondérants.
En contrepartie, dans I'espace, les
tuyau avaientpris l'aspectde billes, elles
inclusionsgazeuses
serontplus difficiles
se déplaçaientlibrementdansl'espaceet,
à éliminer (sur Ten'e le dégazagea lieu
au contqct des parois de la cabine, y
naturellement)et I'existencede phénoadhéraient comme de lq rosée à une
mènes secondairesrendra qnasiment
fleur. (...) ll4l
[1 6] tes sciences de la vie er.la science des maté-, i m p o s s i b l e lsa s t a b i l i s a t i o n
d ' u n er é p a r riaux dans l'espace seront largement développées
C'est ainsi d'ailleurrsqu'ayant égaré d a n s l e n u m é r o 2 9 d ' E s p a c eI n f o r m a t i o nq u i t r a t t e r a tition de particLllesdans un fluide et la
son crayon, " parti Den Llnendroit inac- d e s r e c h e r c h e s e n m i c r o g r a v i t é .
suppression de tout moLrvement
cessiblede Ia cabine,Gagarinedr.rtdicinterne. De toute façon, il ne faut pas
[ 1 7 ] U n f i l m r é a l j s él o r s d ' u n e m i s s i o ns p a t i a l es u r
Skylab montre un aslronaute en train de soulfler, à
ter ses notes à un magnétophone.
c
roire qlle les particules puissent
l ' a i d e d ' u n e p a i l l e ,u n e g r o s s eg o u t t e d ' e a u ( p u i s u n e
Car, bien sûr, tout ce qui vient d'être bl i ub lrleemd 'eani tr dàaln' isn tl éa r i e u r! ) q u i s e m e l e n s u i t e à f l o t t e r demenrer immobiles : une publication
slatron
récentede I'ESA [l9] a recensédix-neuf
décrit par le biais de cette expérience
E n f a i t l e p r o c e s s u se s l p l u s c o m p l i q u éq u ' o n
[
1
8
]
fictive mettant en scèneun laboratoire n e l e p e n s a i t i n r t r a l e m e n t :o u t r e l a g r â v i t é , b e a u - mécanismespouvant être responsables
en chute libre dans un ouits est valable c o u p d ' a u t r e s f o r c e s e n t r e n t e n j e u c o m m e l ' o n t du mouvement d'nne particule au sein
pour îout véhiculespaiiat soumis à la m o n t r é d e r é c e n t e s e x o é r i e n c e s s u r f u s é e s - s o n d e s d'une phase fluide en impesanteur!
On sait, en effet, qu'un liquide simple constilué
s e n l ei n f l u e n c ed e l a e r a v i t a t i o n .
d une seule phase demeure immobileen impesan[14] La rcute de l'espace, Youri Gagarine, Prosv é c h t c h é n i é ,M o s c o u , 1 9 6 1 , p p . 1 6 0 - 1 6 2 .
t e u r l a n d i s q u e l e s l i q u i d e s n o n m i s c i b l e s ,à d e u x
ohases. sont encore animés de mouvements internes mal connus dûs à des interactions physiques et
p h y s i c o - c h r m i q u e sa u x l i m i t e s d e p h a s e
[ 1 5 ] g o c o r r e s p o n d à l ' a c c é l é r a t i o nd e l a p e s a n l e u r
terrestre au niveau de la mer et g à celle obtenue
nalurellement ou artificiellement du lieu de
l ' e x o é r i en c e
l'l9l Challenges and prospectives of microgravity
research in space, par Y Malméjac, A Bewersdorff,
I D a R i v a e t L G N a p o l i t a n o ,E S A B R - 0 5 . 1 9 8 1 ,
oJ+
(.suite en page l8)
NO2 6 - O C T O B R E1 9 8 3 -
15
@uelçtes idée,s fanrcses sur l'impesantcut,..
Expériencefictivedestinéeà dissipercertaines idées fausses sur I'impesanteur.
Soit trois hommes se trouuant sensiblement à une même distance au'
dessus du sol de L'ordrede 200 km, à
I'instant où I'on s'intéresseà eux.
A cettealtitude,il n'u a pratiquement
plus d'atmosphère, aussi' ont'ils reuêLu
'une
tenue piotectrice de cosmonaute.
o Le premier se tient immobile au
sommetd'une montagnede 200 km (sic,
c'est de la fiction!) qu'il a escaladée;
o Le deuxième est un désespéréqui,
pour des raisonspersonnelles,
se jette
dans le vide depuisle même sommet;
o Le troisièmeest passagerd'un satellite artificielqu'il ùent de quitter pour se
liwer à des activitésextra-véhiculaires.
Combien d'entre eux sont en impe.
santeur 7 Et pourquoi ? (La néponseest
en page 18.) (Document EI Boltana/ReiLIes)
A la question:" Pourquoiles occupantsd'une station orbi.
tale sont-ilsen impesanteur?,, il n'estpas rare de s'entendre
répondre: uParce qu'il n'y a plus d'air autour! o, ou bien:
uParcequ'ils sont très loin et que la Terre ne les retientplus o,
ou encore: uParce qu'ils vont très vite, alors ils flottentu...
Avec cet encadré,nous voudrionsfaire un sort aux prétendues uexplicationso de ce type qui traduisent une mduvaise
compréhension du phénomène d'impesanteur et qui sont
autantd'idéesreçuesqu'il faut balayer...
* Ce n'est pas en ralson de l'absence d'atmosphère à
I'extérieurde leur stationorbitaleque les cosmonautesflottent
au-dessusde leurs sièges!
On retrouvelà la confusionregrettablequi conduit certaines
personnesà associer,d'une part,la présenced'atmosphère
et
I'attractionterrestre,d'autrepart,le vide et I'absenced'attraction
terrestredonc I'impesanteur.
Rien n'est plus faux![*]
(RappelonsaussiI'exemplede la Lune qui n'a pas d'atmosphèremais possàCenéanmoinsune pesanteurnon négligeabje: on ne flbtte pas à la surfacede'la Lune!)
Mais il est wai que ce mouvementde chute libre - générateur du phénomèned'impesanteur- peut être contràriépar
diversesforcesde frottement(gazeuxou liquide)d'où la néces.
sité d'un assezbon ùde dans I'aire d'évolutiondu véhicule
considéré (satellite, avion ou fusée en vol balistique,tour
d'impesanteur).
Pour conclure,disonsque I'absenced'atmosphèreest - à
quelquesexceptionsprès (voir p.3) - une conditionnécessaireà I'obtentionde I'impesanteur
mais qu'ellen'estpas du
tout une condition suffisante!
[*] Cette atfirmation mérite cependant d'être nuancée Car il est vrai que
pour rendre compte, dans certains cas, de l'absence d'atmosphère autour
d'une planète ou d'un satellite naturel, on peut être amené à invoquer sa
trop faible pesanteur incapable de retenir les molécules gazeuses,voir El,
^o25. o 17
* Il est faux d'inooquer l'éIoîgnement de la Tene pour
expliquerI'impesanteur,
que
autrementdit de sous-entendre
vers300 km, à I'altitudemoyennedesstationshabitées,I'attraction terrestreserait très fai6le, en un mot negligeable!
IJ IAPESA
D'après la loi clc Newton, si I'on
'l'crre,
s'éloignc suffisamment de la
on
doit peu z\pcu échappcr à son attrlction.
Un cosmonaute, arrivé à cettc (listance
oir il n'est plus sorrmis à ['attraction
tcrrcstre, sc trouvc (lu rnômc coup cn
érat d'apcsanteur; i[ nc pèse plus rien,
ct flotte clans la cabinc, de môme quc
son stylo ou son carnet ! ùIanger et
boire devicnnent un problèmc, car tout
liquide s'échappe cn gouttclettes qui
s'éparpillent dans l'cspace...
Tu as, toi-même, ressenti l'état
d'apesanteur pendant une fraction dc
s c c o n d eq u a n t l I ' a s c c n s c udr é m r r r c p o u r
dcscendrc. Au moment du départ, tes
pieds paraissent quitter le sol de la
cabinc. Suppose quc l'ascenseurrompe
libremcnt dans
scs câbles
la cage,
:r perne
touc
cet
lc
nt
Un exempled'interprétationerronéede l'état d'impesanteur.Celui-ci
est.extra.it
d'une publicationpour lajeunesseéditéeil g a une quinzatne d annees.
S'il est vrai que la valeurde la pesanteurterrestrediminue
quand on s'éloignede la Terre (vôir EI, no25,p.15), ce n'est
{u'au çhme m6yende 1 %tous les 32 km; ce {ui signifiequ'à
300 km ellen'a pasencoreperdu10 % de sa valeurau sol.Elle
est donc loin drêtrenulle!'
(suireen page 17)
(suire de la page t6)
..En résumé: I'impesanteunce n'est pas une question d.e
uitesse!
L'impesanteur
est une slCuation
où 1.àtrrâ.iiôh
gravitationnetle
de la rerre
est dimtnuée
i"-*."ii,i,i.-Ëii!"
est légèrement
différente
de I'apêsanÈeu,
catacté_
àrl
risée
par une absence torale
d.attraction
g r a v i t"a" t i o n n e l l e .
plg nécessaireme
nt l,état d,,impesanteur
^-* coryerant
^9!.1*tientune
'
en
Dltesseéleoée à un véhicule!
On peut aussicréer qn élat de.quasi.impesanteur
pendant
une trentainede secondesà bord à'un auionauquet'on'?àiâ
suivreune trajectoirebalistique,à grandealtituàe, sâ vitesseoa.
rapportau sol pourracepenàantràsterinférieu.ea iOOô |6/Àl
P.o_y1'au9i
chercher
-unelifférencelà où il n'g en a pas? (Extraitd.e
AFPSciences,
no 359,2juin t983,p. 23)'
Prenonsle cas du satelliteartificielde la Terre.Affirmer ou,il
est en.équilibreentre la force d'attractionterreste èfiili6-;;
est passablementinsuffisant.Dans quei
:,I;11,"_^9^ltlrug-e
repere ratsonne.t.on/
__i,Si S'Tt dans.lerepèretournantavecle satellite(donc non
ga"teel,|,tt esr wai qu on est amené à postulerI'existencede la
rorce o lnemed'entrainement
pour rendre_comptedu phéno.
mène d'impesanteur(voir ce huméro,p.-51.-'''
,rest Tgj-ilons en rappelantquelques brèoesn oérltés, dont
ont été apporteesdans I'articleprincipalde ce
Jusuncatlons
numéro:
. pour les satellites,I'impesanteurne s'obtientpasexclusive.
'
ment sur les orbitescircuiaires|
o en aucun cas une centrifugeuse
ne peut servirà simuler
sur Terre l'étatd'impesanteur
!. o.I'espacene recèleaucune{ zoneparticulière
" (voirle récit
de Jules Verne,p.8) où tes oUleiJsèriËfËiaiËil-perare
subite.
ment leur ooids'l
Ki,iT:;:;E{ffnif,tiâ5:tflr"l,f
fiffiion'
au'dessus
deChattenser,
Iors
deteursoftie
dans
|espace
au cours
deramr.ssion
srs.6deta
E S P A C EI N F o R M A T I O N
No26 - ocToBRE 1g83.
17
* d i s p a r i t i o n d u p h é n o m è n ed e
convectionnaturelle dansles fluides[20].
Sur Terre, ce phénomènerésulte de la
formation de zones plus ou moins
denses,les plus lourdes tendant à descendre, les plus légèresà monter.
On lui doit - entreautres- le mouvement des massesd'air chaud et froid
de I'atmosphère, plus prosaïquement
celles d'un appartement,ou encore le
brassagenaturel des liquides (par exemple les zoneschaudeset froides de I'eau
des océansmais ausside cellecontenue
dans une casseroleplacéesur une plaque chauffante),
Dans le cas des liquides - qu'il
s'agisse de substances naturellement
liquides à la températureambiante on
de substances fondues -. des variations de composition ou de concentration (dues à des réactionschimiques,à
des variationsde température,.,.)sont à
I'origine d'écarts de densité qui donnent naissance à une circulation dite
convectivefavorisant le mélangedu système liquide.
Mais en impesanteur, .lourd ' et
" léger , n'ont plus de signification et ce
type de convection disparaît.
d'oxygène et provoque I'extinction de
la flamme.
peut, dans certains cas, chercher à
éliminer.
C'est également pour cette raison
qu'est assuréela ventilation de I'atmosphère des stations orbitales afin de
permettreI'uniformisationde la température ambiante et de favoriser le brassage du mélange gazeuxrespiré par les
cosmonautes.
Par ailleurs, les propriétés de nombreux matériaux à l'état pur et les propriétés thermodynamiquesà hautes
températures de la plupart des m.aténaux sont encore lnconnuesen ralson
des limites imposées par la présence
(c'est-à-direle contact) de leur creuset.
En impesanteur,I'absencede convec- Il n'y a encoreque peu de donnéessur
tion se traduira par la suppressionde les enthalpies,les chaleurs massiques,
nombreux processusphysiques modi- les densités,les viscositéset les tensions
fiant le comDortement diffusif des de surface des systèmesliquides aufluides. Grâce-à.cela,les chimistespeu- dessns de I 000 "C: c'est dire l'intérêt
vent espérer incorporer à un cristal en présentépar la possibilitéd'une lévitac o u r s d e f o r m a t i o n u n e s u b s t a n c e tion naturelle...
dopante d'une façon homogène lui Grâce à I'impesanteur, Llne substance
donnant ainsi des propriétés uniformes solide pourra être fondue, manipulée,
(pour desapplicationspossiblesen élec- solidifiéeet étudiéesansaucun contact
tronlque notamment).
avec un corps étranger. Pour confiner
l'échantillon, on fera appel à des procé* suppressionde la pression hydro- dés acoustiques,électromagnétiques
ou
statique.Sur Terre, elle est notamment électrostatiques.
responsablede la tendancedes liquides
à se déformer sous I'effet de leur propre
poids (un volume donné supportant le
poids de ce qui est au-dessusde lui).
Le même phénomène existe aussi
chez les solides et, pollr ne considérer
qLr'un exemple à très grande échelle,
I'impesanteuroffrira la possibilitéd'ériger dans I'espace de vastes structures
(peut-être métalliques) qui - sur Terre
- s'écrouleraientdu fait de leur simple
p o i d s ( v o i r E I , n o2 2 , p . l 5 ) .
Pour cette raison, une expérience
aussi banale que lo combustion d'une
bougie ne peut se poarsuivre normalement en impesanteur. Rapidement la
flamme s'entoure d'air chaud oui ne
Autre exemple,les panneauxsolaires
s'élèvepas. Cet air chaud, riche eh pro- de grande enverguredes satellitesqui se
duits de combustion, empêcheI'apport briseraient au cours des essaissi I'on
tentait de reproduire all sol les manæu[ 2 0 ] D u m o i n s l e p h é n o m è n ed e c o n v e c t i o nr é o i v r e s d e d é p l o i e m e n t p r é v u e s d a n s
par la gravlté car d'autres effets convectifssecoÀ- I'espace.
Le comportement
des liquides
en lmpesanteur
L'état liquide correspondà un état de
la matière dans lequel I'agencement à
grande distancedes moléculesn'est pas
stableet que I'on peut caractériserpar :
- la possibilité de déformations
importantes sous I'effet de très faibles
forces:
- une compressibilitépratiquement
d a i r e sp e u v e n ta p p a r a î t r e n r a i s o nd e sg r a d i e n t sd e
t e n s i o n s u p e r f i c i e l l ed, e s v a r i a t i o n sd e v o l u m e .d e
pression
nulle;
Ici-bas,
la
hydrostatique
l'applicatiod
n ' u n c h a m p é l e c t r i q u eo u m a g n é t i q u e
- I'existence de forces internes de
e x t e r n e , . . .l l s p e u v e n t l i m i t e r l e s a v a n t a g e s peut intervenir de façon défavorable
escomotes.
lors de solidifications oarticulières (len- frottement.
tilles optiques, miroirs de télescopè,...)
Dans les conditions de température,
et avoir'une influence nuisible sur la
de pression et de gravitation qui
qualité
produits
des
élaborés.
Réponse aux quesdons de la page 16
règnent à la surface de la Terre, un
o L'alplnlete (1) reste soumls à une
* possibilité d'une lévitation natu- liquide reste à I'intérieur du récipient
pesanteurassez peu différentede celle
relle de la matière.Sur Terre, pour fon- qui le contient : il en épousela forme et
qui existeau niveaude la mer (à 200 km,
dre une substance minérale, pour la est séparéde I'air environnant par une
son poids a diminué d'environ6%). Bien
porter à des températuresélevées,on se surface plane bien délimitée, la surface
entendu,il n'éprouverien de particulier.
sert d'un creuset. Dans I'espacecette libre.
o Le désespéré(2) décrit une traiec.
opération pourra être faite . sans creutoire balistique (comme le boulet de
Toute fraction d'un liquide peut être
canonenviqlgédansEl, no25,p.4) : il est
set " (containerlessen anglais). Autre- soumise à des forces de différentes
en chute libre et se trouvè en état
m e n t d i t , e n i m p e s a n t e u r i l s e r a natLlres:
d'impesanteur.
possible de maintenir une substance
* forces de volume (force de gravitaliquide ou solide dans une région don_ o L.ecosmonaute(3) estégalementen
état d'impesanteurcar son véhicule est
née de I'espacesans contact physique tion due à un champ de gravité1forces
presque exclusivementsoumis à la gra.
d'inertie dans un repère non galiléen;
avec le moindre support.
ùté terrestreéventuellementaction d'un champ élecSur Tçrre, en raison de la pression trique ou magnétique);
hydrostatique, un liquide n'a pas de
forme propre et doit être contenu par
* forces d'entrsînement ou de
un récipient. Le contact entre la subs- contsct (réactions des parois du récitance à étudier et lesparois du récipient pient sur la masseliquiile contenue);
peut être à I'origine de diversesinteractions (contaminationparasite,échanges
* forces de viscosité (qui apparaisthermiques,sitesdéclenchantprématu- sent au sein du liquide lors du déplacer é m e n t u n e c r i s t a l l i s a t i o n , . . . )q u ' o n ment relatif de deux élémentsconligus.
I 8 _ E S P A C EI N F O R M A T I ON
NO2 6 - O C T O B R E1 9 8 3
Le phénomèned'impesanteur
Ces forces de frottement sont sans
inflnence sLrr Ies états d'équilibre
statique);
0
0
* forces de surfaceou capillairesl2l)
(duesanx forcesde liaison intermoléculaires; au sein du liquide, la somme de
ces forces est nulle. Par contre. ces
forces se manifestentaux frontièresde
la masse liquide, c'est-à-dire à sa
sr.rrface).
Deux cas sont à considérer:
a deux phasessont en présenceaux
frontièresdu liquide (cas d'un mélange
de deux lior"rides
non misciblesou d'un
liqnide en contact avec un gaz): le
liquide se comporte alors comme s'il
était couvert d'une membraneélastioue
soustensionuniforme laquelleagit tângentiellementà la snrfaceet tend à donner à celle-ci une aire minimale. On
définit un coefficient de tensionsuperficielle (cettetensionest un rappel élastique équivalantà une force par unité de
longueur) qui est une caractéristiqure
thermodynamique(fonction de la température et de la teneLlren impuretés)
des deux milieux en présence.
a la surface de séparation des deux
phases(liquide/liquide ou liquide/ gaz)
est en contact avec Llne paroi solide.
Dans ce cas, il s'établit un équilibre
entre les forces de cohésiondu liquide
et les forces d'adhésionliquide,/solide.
La valeur de I'angle de contact détermine le caractère mouillant ou non
mouillant du liquide (on parle de phénomène de mouillabilité).
Selon que telle ou telle catégoriede
forces sera dominante, on définira différents régimes de comportement dtr
liquide. Pour simplifier, limitons-nous
aux états d'équrilibrestatique (absence
de rnonvement du liquide) : les seules
forcesqni agissentsoni cellesde gravité
et celles de surface.
Que se passe-t-ilen absencede gravité
122)? Ce sont les forces de surface qui
vont s'imposer,
Dominant surlTerre, I'effet de pesanteur devient alors négligeablevis-à-vis
des forcesde cohésionet d'adhésiondu
l i q u i d e .C e s o n t l e sp h é n o m è n eds e t e n sion strperficielleet de mouillabilité qui
détermineront la configurration du
liquide, celle d'énergie minimale.
C'est ainsi qu'en impesanteuret en
absencede contact avecdes parois (cas
d'un liquide en lévitation),tout volûme
de liquide tendra vers sâ configurration
d'énergie minimale, la plus stable: /a
forme sphérique, (Por"rr un volume
donné, c'est la sphèrequi offre la surface la plus faible.)
A titre d'illustration, on peut rappeler qne c'est sur ce comportement
Station
Skylab
o
Oheure
t heure
Terre
t heure 1/2
ô
2 heures't/z
ô
3 heurest/z
Glace
Eau
qu'est baséela fabrication des plombs sphérique et se solidifient avant d'atde chasse: de petitesquantitésde métal teindre le sol.
fondu misesen chute libre dans une insSar le plan pratique, les complicatallation appropriée adoptent la forme
tions qui résultentde ce comportement
'
" insolite sont évidentes. Comment
contenir un liquide en impesanteur?
Comment le faire conler? (Sur Terre il
sr-rffitde libérer un passageau point le
plus bas de son récipient.) Comment,
I'empêcherde se disperser?
ar"rssi,
Pas question, bien sûr, de laisserr.rn
liouide à I'air libre dans une station
o r b i t a l e: l e s b o i s s o n s- m a i n t e n u e s
dans des récipientsclos - seront ingérées par aspiration,la toilette se fera à
I'aide de serviettes hr"rmides 1231, le
[ 2 1 ] A i n s i n o m m é e s p a r c e q u ' e l l e s s em a n i f e s t e n t
plus nettement dans les tubes capillaires, c'est-àdire de très petite section (littéralement: de la grosseur d'un cheveu; du lalin capillus cheveul
[22] Sous-entendu : constatée par les occupants
d'un véhicule spatial en impesanteur, voir p 2
[23] Sur les stations spatiâles récenles, il faut
noter l'existence d'une douche que l'on prend à l'intérieur d'une enceinte close, l'eau étant projetée en
fines goutlelettes et aspirée à la partie opposée
E S P A C EI N F O R M A T I O N O2 6 - O C T O B R E
1983
19
brossage des dents se fera bouche fermée (pendant un temps des industriels
américains avaient songé à une pâte
dentifrice comestible),etc.
Télécom-l (à lancer en 1984)sont dotés
de membranesen élastomère.
Toutefois, les dispositifs le plus ingénieux sont sans doute ceux du type à
contention capillaire l27l dont les premiers modèlesont été mis au point aux
Etats-Unis au début des années
soixante. Différentes variantes ont été
réalisées selon le pays et les
programmes.
Comme I'expliquait J.-L. Chrétien
lors d'une conférence faite au Centre
spatial de Toulouse,à la fin de 1982,en
cas de fuite accidentelle d'un liquide
d a n s l a s t a t i o n ,l e s c o s m o n a u t e sn ' o n t
d'autres ressourcesque d'épongerrapidement au moyen de pièces de tissu
absorbant les fractions de liquide flottant dans I'atmosphèrede la station...
Mais les difficultés sar le plan technoIogique ne sont pas moindres. On sait,
en effet, que le fonctionnementde tout
satellite requiert la présenced'un cert a i n n o m b r e d ' é q u i p e m e n t su t i l i s a n t
des liquides f241, en particulier le système propulsil l25l servantà I'acquisition et aux corrections d'orbite [26]
ainsi qu'à la stabilisation du véhiéulè
(contrôle de son mouvementautour du
centred'inertiepour son pointagesur la
Terre, sur telle planète ou encore sLtrun
secteur donné du ciel,...),etc.
( D ' a u t r e s s v s t è m e su t i l i s e n t d e s
Iiquides, en moindre quantité, pour la
régulation thermique, la production
d'eau et d'électricité missions
Apollo, Navette -, etc.)
En I'absencede précautionsparticulières,le liquide se iépartirait au hasard
dans le réservoir(en fait, de préférence
le long des parois) et serait dans I'impossibilitéd'alimenterrégulièrementles
propulseurs: il faut donc assurer sa
contention d'une façon adaptée et Ie
contraindre à rester en conlact permanen! avec l'orifice de vidange.'Tâche
[24] Pour donner un ordre de grandeur des
masses lrquides embarquées, on peut indiquer que
le futur satellite franco-allemand de télévision
directe, TDF-1, pèsera au lancement environ deux
tonnes dont la moitié (!) en substances liquides
(ergols pour le moteur d'apogée, le contrôle d'attitude et d'orbite)
L'importance des problèmes liés à la présence des
liquides n'est d'ailleurs pas nécessairementfonction
du rapport des masses liquides/solides: dans les
années soixante-dix. un satellite américain (ATS-F).
s t a b i l i s ép a r r o t a t i o n s u r l u i - m ê m e , a é t é . p e r d u ,
pour quelques dizaines de grammes de liquide
m a l e n c o n t r e u s e m e n t d i s p o s é sd a n s u n c a l o d u c ( s y s tème utilisé pour le contrôle thermique)
C'est un cas typique d'instabilité dynamique due à
la dissipation d'énergie; le satellite ne tournait pas
autour de son axe de plus grande inertie et était donc
dans une configuration instable.Les mouvements de
liquide dissipant de l'énergie ont provoqué le " basculement ' du satellite vers une confiquration stable
à savoir la rolalion autour de l'axe àe plus grande
inertie, le moment cinétique étant conservé tant en
module qu'en direction; c'est ce que les spécialistes
appellent le ( passage en flat spin "
[25] Rappelons que le principe des propulseurs
chimiques utilisés à cette fin consiste à générer des
gaz à haute température à partir d'ergols stockés
s o u s p r e s s i o n d o n c à l ' é t a t l i q u i d e ( p e r o x y d ed ' a z o t e UDMH, hydrogène-oxygène, hydrazine,...).
[26] Pour la mise et le mâintien à poste des satell i t e s g é o s t a t i o n n a i r e sv, o i r E l , n " 1 6 , p , 1 6 ; p o u r l e s
satelljtes héliosynchrones, voi El, no20, p 19
20 -
1983
NO2 6 . O C T O B R E
t,
d'autant plus arduequ'il peut, en outre,
exister des mouvementspertllrbateurs,
des oscillations, des ballottements du
liquide en raison d'interactionsavec les
mouvementspropres du véhicule spatial : vibrations, accéIétations,
rotations,...
Leur fonctionnement repose sur la
présence,au sein du réservoir,d'un dispositif collecteurde liquide (en liaison
avec I'orifice de vidange)constituéd'un
ensemblede toiles ou de parois métalliques (percéesou non) et de tubes de
faible section - reliés entre eux - oui
crée un réseaudensede structuresque
le liquide, du fait des forces superficielles,va investir.Dans cesconditions,
on est en mesured'assurerI'alimentation des propulseurs en permanence
tout au long de la mission.
Par le passé,les sondesaméricaines
Mariner-9 et les satellitesIntelsat-5 pour ne citer qu'eux - ont été équipés
de tels réservoirs. Du côté français, les
satellitesSPOT-l et TDF-l (à lanceren
1985)utiliseront aussice type de réservoir à contention.
Iean-Piewe Penot.
L'alimentation de I'orifice de puisage
CNES, Toulouse.
étant assuréepar un dispositifadéquat,
I'expulsiondes liquidesvers les propulseursse fera grâce à la pressurisationdu
réservoir(un gaz étant lui-mêmestocké
à cet effet dans le réservoir d'ergol).
Pour des raisons d'optimisation, les J'exprime toute ma grqtitude aux perr é s e r v o i r s o n t u n e f o r m e s o L l v e n t sonnes qui ont qccepté de relire la preproche de la sphère.
mière version de ce texle et I'ont enrichi
de leurs remarquessouventjudicieuses.
préau
moyen
d'ussurer
Ia
Qurant
sence de I'ergol près de l'orifice de pui- Certqines d'enÛe elles avqient déjà
sege, différentes solutions techno- contribué à la mise au point de I'article
sur la gravitation publié dqns le dernier
logiques ont été trouvées.
numëro de notre revue.
Par exemple,dans le casdessatellites
Il s'agit en particulier de chercheurs
géostationnatresspinnés (stabilisés par
rotation rapide sur eux-mêmes), on (D'A. Guell , CHU ToulouseRangueil;
peut utiliser I'effet centrifuge pour assu- Y. Malméjac, Laboratoire d'étude de la
rer l'alimentation en ergol (c'est le cas solidification du Commissqriat à l'énerretenu pour les satellites européens g i e a t o m i q u e , G r e n o b l e ; PH . P l a n e l ,
Faculté de médecinede ToulousePurpqn:
Météosat).
P. Teyssandier,Laboratoirede phyiique
Pour les satellitesà stabilisationtrois théorique de I'Institut Henri-Poincaré,
axes, on peut urtiliser des réservoirs Paris), d'enseignants en sciencesphysidotés d'une paroi mobile (membrane ques (M. et J. Chatroùx, acqdémie
ou sor-rfflet)qui permet d'isoler le gaz d'Aix-Marseille; B. Cvny, académie de
du liquide lequel sera chassévers les Nancy-Metz; M. Durant, académie de
propulseurs (les deux satellites Sym- Montpellier; M. Eveno, qcadémie de
phonie sont équipésd'un dispositif de N a n t e s ; J . - C . H e r p i n , a c q d é m i e d e
ce type à soufflet métallique).
Pqris; A.-M. Louis, qcadémie de VerAutres exemples,les satelliteseuro- sailles;A. Piccavet,académiede Lille) et
p é e n s O T S e t l e s a t e l l i t e f r a n ç a i s de membres d'organismes spatiaux
(P. Bandry, CNES/Toulouse; J. Cacheux, CNES/Toulouse; A. de Leffe,
C N E S / T o u l o u se; J . - M . G u i l b e r t ,
[27] Le principe de la contention capillaire
CNES/Tpulouse; P. Pesenti, CNES/Pqc o n s i s t eà m a i n t e n i r u n l i q u i d ea u s e i n d ' u n r é s e r vorr grâce à l'existencede forces de surface entre ce
ris; J.-L. Pieplr.r, CNES/Toulouse;
liquide et les parois du réservoir Ces mêmes forces
G. Seibert, ESA/Paris; M. Vieillefosse,
sont également utilisées pour achemrner le liquide
vers l'orifice de soutirage.
CNES/Toulouse).
Actuslité astronoutique
Fronce
L ' e x p é r i e n c e f r a n c o - s o v i é itq u e
UFT
L'Union soviétique a procédé, le
mercredi 23 mars 1983, au lancement d'un satellite d'astronomie,
Astron, porteur de l'expérience
franco-soviétiqueUFTqui a pour but
de recueillir de nouvelles données
d'astrophysique dans le domaine de
l'ultraviolet: formation des étoiles,
évolution, variabilité, pertes de
masse, composition chimigue, étude
des noyaux actifs des galaxies compactes et du fond diffus.
Cette expérience a été conçue par
le Laboratoire d'astronomie spatiale
(LAS) du Centre national de la
recherche scientifique (CNRS) de
Marseille et I'Observatoire de Crimée en UÆSS.
La charge utile scientif ique est
constituée d'un télescope de 5 m de
long et de 8O cm de diamètre, ayant
une distance focale de I m, auquel
est associé un spectromètre de fabrication f rançaise (société Matra,
société Crouzet.LAS) à haute résolution spectrale (O,4 angstrôm) permettant I'observation des astres en
ultraviolet lointain entre | | 5O et
3 5OO angstrôms de longueur
d'onde.
D'une masse de 450 kg, l'ensemble instrumental est monté sur un
véhicule de type Vénéra de 3,5
tonnes adapté à la mission.
L'orbite très elliptique du satellite
Astron présente l'avantage d'un
temps d'observation important en
dehors des perturbations terrestres
ou de celles provoquéespar la ceinture de Van Allen. Les paramètres
sont: apogée:2OOOOO
km, périgée:
2 OOOkm, révolution : 4 jours et 2
heures, inclinaison : 51,5o.
(...) La durée prévue d'utilisation
de I'expérience est de un an. Elle se
prolongera au-delà suivant la
consommation en gaz pour le pointage des instruments qui résultera
du plan des observations scientifigues retenu.
Décidée en 1979, I'expérience
UFT fait partie du programme d'astronomie (dans le cadre de la coopération spatiale) mis en (Euvre par le
Centre national d'études spatiales
(CNES - France) et l'Académie des
sciences de l'URSS (conseil
lntercosmos).
C'est au début des années 7O que
débutèrent les premiers travaux en
astronomie (l 974 pour I'astronomie
UV). Plusieurs expériences ont déjà
été réalisées (le programme Signe,
Galactika sur satellites à orbite
excentrique, Prognoz en 1977 et
| 978) ou sont en cours de préparation (Gamma-1, Sigma).
(Source: Communiqué de pressedu
C N E S .2 5 m a r s 1 9 8 3 )
Europe
Créationd'Eumetsat,
organisationeuropéenne
de météorologiespatiale
Le 23 marsdernier,l'Agence
spa-
t i a l ee u r o p é e n n p
e u b l i a i lt e c o m m u n i q u é d e p r e s s es u i v a n t :
La deuxième session de la conférence intergouvernementalesur un
programme météorologique européen opérationnel, qui s'est tenue
au siège de I'Agence spatiale européenne du 2l au 23mars 1983.
vient de terminer ses travaux. Cette
conférence, à laquelle ont assisté
des délégations de dix-sept pays
européens (les onze états membres
de l'ESAlll, I'Autriche, la Finlande,
la Grèce, la Norvège, le Portugalet la
Turguie) est parvenue à un accord
sur le programme proposé, prévu
pour une durée de douze ans.
L'Europe a ainsi apporté la preuve
qu'elle est prête à contribuer à la
préservation du réseau mondial de
satellites météorologiques qui fait
partie intégrante du système d'observation globale. Ce programme
facilitera le travail des organismes
météorologiques européens en leur
permettant d'engager des actions en
commun utilisant les technologies
spatiales applicables à la recherche
et à la prévision météorologiques et
assurera la communication de données météorologiques aux pays
d'Afrique et du Moyen-Orient.
L'importance des ressources
humaines, techniques et financières
nécessairesaux activitésrelevant du
domaine spatial étant telle qu'elle
dépasse les possibilités individuelles
de chacun des pays européens, la
conférencea approuvéla convention
portant création d'une organisation
internationale de dimension réduite
à laquelle il sera donné le nom d'Eumetsat et qui fournira aux organismes météorologiques européens
un cadre de coopération leur permettant d'exécuter le programme
opérationnel.
Eumetsat aura pour objectif principal la mise en place, le maintien et
I'exploitation de systèmes européens de satellites météorologiques
opérationnels en tenant compte
dans la mesure du possible des
recommandations de I'Organisation
météorologigue mondiale.
La convention portant création
d'Eumetsat sera soumise pour
signature aux membres de la conférence des plénipotentiaires qui se
tiendra dans la seconde moitié de
mai 1983l2l.
En attendant I'entrée en vigueur
de la convention d'Eumetsat et pour
ne pas retarder le programme, celuici sera exécuté au cours de la
période intérimaire dans le cadre des
arrangements de l'ESA concernant
les programmes facultatifs.
Après avoir mené à bien le programme Météosat préopérationnel,
lll Belgique, Danemark, Espagne,France,lrlande,
ftalie, Pays-Bas, République fédérale d'Allemagne,
Royaume-Uni,Suède, Suisse.
l2l Cette convention était signée le 24 mai à
Genève, lors de la confércnce des plénipotentiaires.
par douze des pays réunis Les engagements pris par
les délégués couwaient alors plus de 8O Vodu financement global ldont 22 o/opour la France).(Note de la
rédaction)
E S P A CIE
N F O R M A T IN
O.N2 6 . O C T O B R1E9 8 3- 2 1
Actaalité astronautique
I'ESA se voit aujourd'hui confier,
dans le cadre de son programme
opérationnel, les missions suivantes :
- I'approvisionnement de trois
nouveaux véhicules spatiaux (MO1,
2 et 3) qui seront des versions améliorées du satellite Météosat préopérationnel ainsi qu'un jeu
complet de pièces détachées qui
pourraient être assemblées en une
unité de vol dans le cas d'un échec
de la mission de MOI ou MO2:
-' I'approvisionnement des lanceurs européens Ariane et les activités liées au lancement de ces trois
unités de vol au cours des mois de
mai | 987, août | 988 et novembre
| 990;
- la poursuite de I'exploitation du
système Météosat préopérationnel à
partir de novembre | 983, date ott
prendront
fin les dispositions
actuelles de financement, jusqu'au
lancement de MOI en mai | 987;
- I'exploitation des trois véhicules
spatiaux opérationnels de la mi-mai
1987 à la fin du programme en
novembre 1995.
Une équipe de gestion sera constituée à I'ESA pour gérer ce nouveau
programme qui doit démarrer en juin
| 983.
Le coût global du programme
s'élève à 4OO MUCl3l au niveau de
prix actuel.
(Source : communiqué de presse de
I'ESA. 23 mars 1983)
Exosat l4l, le satellite européen
d'observation du rayonnement X [5],
a été lancé avec succès le 26 mai par
un Delta 39 | 4 et placé sur une
orbite fortement excentrique dont
I'apogée se situe à l9l OOOkm.
Cette orbite amène
" I'observatoire " à graviter dans I'espace interplanétaire, hors des perturbations
causées par les ceintures de rayonnements qui entourent la Terre et
permet à la station sol de Villafranca
(Espagne) d'en recueillir les données
en temps réel pendant environ 8O
heures sans interruption sur les gl
heures de la période orbitale.
l3l MUC Miilion d'Unités de Compte Ltne unité
de compte cortespond approximativement
à un dollar des Etats-Unis au taux de change de 1983.
[4] Exosat: EuropeanX-ray ObservatorySATellite.
C'est en février 1983 (voir El, no25, p.31) que le
Conseil de I'ESA âvait décidé d'utiliser un lanceur
américain Delta 3914, à trois étages, en raison du
retard du programme Ariane. (Note de la rédacrion)
[5] Dans la gamme des énergies comprises entre
O,O4 et 80 kev. (Note de la rédaction)
22 -
1983
Occ ul ta t ion
source
de
rayons
X
-Diiection- de la traiectoire
d'occultation eff ective
d'une source de rayons X
Orbite de la Terre
l'titttt1t|tlt'ltttttiiLtri;"1tt!\ttlt,ùr )/,ir\,-1,ii,,t":rir't',tr',,
/ \ i ) r , , 1 1( ) () ( i I ' ' )
),,
t
t
Le lancement effectué, les soussystèmes du satellite ont fonctionné
normalement. Le satellite, stabilisé
par inertie selon trois axes, est capable de maintenir la direction de pointage de ses instruments scientifiques avec une stabilité de * 1,5
seconde d'arc (soit environ un deux
millième de degré) et d'acquérir les
cibles à étudier avec une précision
meilleure qu'une minute d'arc (soit
environ un centième de degré).
Un programme d'étalonnage en
orbite des instruments et de vérification de leurs performances a été mis
en route le | 7 juin. Pour l'étalonnage des instruments et la vérification des performances définies lors
des essaÀ au sol avant le lancement,
on utilise comme <<
sources normalisées > des sources de rayons X étudiées en détail par de précédents
satellites d'observation du rayonnement X.
Les instruments scientifiques, qui
se composent de deux télescopes
im age urs, d' u n compte ur proportion nel de grande surface et d'un spectromètre à scintillation gazeuse,
ayant des champs de vision de I'ordre d'un degré, contiennent 2l
détecteurs de rayons X pouvant être
commandés de façon indépendante.
Tous ces détecteurs ont maintenant
été testés en orbite et, à I'exception
de I'un d'eux. associé à I'un des
télescopes, ils fonctionnent parfaitement.
Exosat devrait commencer son
programme d'observation au début
du mois d'août. Les moyens disponibles au Centre des opérations de
l'ESOC, à Darmstadt, permettront
d'utiliser Exosat comme un observatoire au même titre, par exemple,
qu'un télescope optique basé au sol
avec cette différence que le télescope se trouvera en I'occurrence à
des milliers de kilomètres dans l'espace. Des scientifiques provenant du
monde entier pourront, si leurs propositions sont retenues, procéder à
des observations. Exosat, programme dont le coût total se chiffre
à | 7O millions de dollars environ,
doit être exploité pendant un maximum de guatre années. Ses instruments étudieront les émissions de
rayons X provenant d'objets cosmiques de tous types allant des étoiles
proches du Soleil, des systèmes
binaires, des vestiges de supernova
et des mystérieux < trous noirs " de
notre galaxie et des galaxies proches
aux quasars d'une puissance colossale qui se situent à la limite de
I'univers observable.
On a constaté que le bruit de
"
fond" dû pour une large part au
rayonnement cosmique, qui affecte
les détecteurs et, par voie de conséquence, I'observation des rayons X
intéressants, est beaucoup moins
important que prévu dans les compteurs proportionnels et les compteurs à scintillation, ce qui signifie
que la sensibilité d'Exosat sera notablement accrue, en d'autres termes,
il pourra .,voir,, à de plus grandes
distances et observer des objets de
plus faible luminosité.
Exosat vient s'ajouter à deux
autres observatoires spatiaux auxquels l'Europe est étroitement associée: lUE, le satellite international
d'exploration dans l' ultraviolet, lancé
en | 978, et IRAS.le satellite d'astronomie dans I'infrarouge, lancé au
début de cette année. En observant
le ciel à des longueurs d'ondes que
I'absorption atmosphérique rend
inaccessibles aux télescopes basés
au sol, il sera possible de déterminer
la véritable nature des objets
célestes sur toute la largeur du spectre électromag néti qu e.
(Source: ESAnewsletter,no2, juillet
1 9 8 2 ,p . 2 l
S u c c è sp o u r L 6
Le véhicule spatial a été réalisé
par le consortium industriel européen MESH qui regroupe trente-six
grandes firmes réparties dans onze
pays et dont le chef de file est British
Aerospace, maître-d'æuvre de ECS.
Le système ECS fonctionnera dans
les bandes de fréquences de 1 | à
| 4 GHz. ll assurera essentiellement
quatre sortes de services : des liaisons téléphoniques entre les pays
membres de la CEPT, l'échange de
programmes de télévision entre les
organisations membres de I'Union
européenne de radiodiffusion (UER),
des services de location de répéteurs, principalement pour la distribution de programmes de télévision
aux réseaux câblés, et des services
Le sixièmeexemplairede la fusée
européenneArianea été lancé,avec
s u c c è sl,e j e u d i 1 6 j u i n 1 9 8 3 à 1 1 h
59 mn 3 s (TU)depuisle Centrespat i a l g u y a n a i sa u t e r m ed ' u n ec h r o n o logie parfaite.
Un peu plus d'un quart d'heure
aprèsson décollage,
le lanceurréuss i s s a i t l ' i n j e c t i o ns u r I ' o r b i t e d e
transfertde sa chargeutile composéede:
- E C S - 1 , p r e m i e rs a t e l l i t eg é o stationnaireeuropéende télécommunications;
- Oscar-1O (alias Amsat-P3B),
pour les radio-amateurs.
(Rappelons
que le systèmeSylda,
utilisé pour la première fois avec
succèslorsde ce lancement,permet
d'installerdeuxenginssous la coiffe
d'Ariane.)
La couverture du système s'étendra de I'lslande au Proche-Orient et
de la Finlande aux AÇores. Elle
englobera également I'Afrique du
Nord.
Pour les services de téléphonie et
d'échange de programmes de télévision, le réseau comprendra initialement une grande station terrienne
par pays. Pour les autres services, on
pense gu'un grand nombre de stations de taille relativement réduite
seront installées dans toute I'Europe
et que la plupart d'entre elles se
situeront chez les utilisateurs euxmêmes ou à proximité.
Le lancement du deuxième satellite de la série est actuellement
prévu pour mai | 984 au moyen
d'une version plus puissante du lanceur européen, Ariane lll. Cette unité
complétera le système ECS à deux
satellites conçu pour la fourniture
des services ci-dessus.
Le satellite Oscar-l0
E
ô&
Ê+
C'està la fin juilletque le satellite
Oscar-1O gagnait son orbite opérat i o n n e l l e ( 3 9 5 0 , / 3 5 5 0 0 k m ; 2 5 , 9 0 :7 0 0 m n ; o r b i t e p r é v u e : 1 5 O O , z 3 58 0 0
km et 55o),la mise à feu du moteur
d ' a p o g é ea y a n t e u l i e u d a n s l a n u i t
du 11 juillet, à 22h 32 mn (TU).
Cette mise à feu avait été retardée
d'environ trois semaines car, après
la séparation, I'orientation et la
vitesse de rotation du satellite
n'étaient pas celles prévues. D'après
les enquêtes menées par les autorités compétentes chargées respectivement du lanceur et du satellite, la
séparation du satellite s'est en fait
au départ eff ectuée correctement
mais, selon toute probabilité, le troisième étage a rattrapé le satellite
après la séparation l7l. Heureusement, le satellite n'a pas été endommagé, hormis une de ses antennes
qui ne sert que pour les premières
opérations en orbite; cependant, son
orientation et sa vitesse de rotation
ont été fortement perturbées.
Le satellite ECS-t
Placésur une orbite de transfert,
ECS-1 faisait I'objet de diverses
manæuvres(mise à feu du moteur
d ' a p o g é el,e 1 8 j u i n , e t c . )s e l o nu n e
procédureaujourd'huiclassiqueen
vue de l'amenerà sa positionopérat i o n n e l l e( p a r1 O oE s t )q u ' i la r t e i g n a i t
a u d é b u t j u i l l e t .O n p r é v o y a iat l o r s
de le " remettreo deux moisplustard
à Eutelsat[6] pour commencersa
carrièreopérationnelle.
[6] Euteisat, oryanisation européenne de tétécommunications par satellite, a été créée le 3Ojuin
1977 sous une lorme provisoire en vertu d'accôrds
signés par | 7 administrations ou entités de télécommunications reconnues, membres de la Conlérence
européenno des admlnlstZatlonsdos poslos ol térécommunlcallons (CEP7), Son objectif est de mettrc
en place et d'exploiter un systèmerégional européen
de télécommunications par satelliteLa convention et l'accord d'exploitation Eutelsat
adoptés en mai 1982 doivent entrer en vigueur le
lSjanvier 1984 après signaturc par les gôuvernements et leur ratification par les parlements des pays
membres. L'organisation, dont le siège est à Paris,
compte actuellement vingt membres.
spéciaux de télécommunications
pour les milieux d'affaires bervices
multiples). Ce dernier type de services exige toutefois deux répéteurs
supplémentaires qui ne seront installés à bord qu'à partir de la
deuxième unité de vol. (...)
(suite en page 26)
\ / L L ae n c o u l t t ' c k ' L u c : o t f f t A
' r [ . t n ep o t t r l c l a r t c ' r
n t t ' r ' rLt 6 S o L r sl c , . s a k ' / l t l cI C S / o n r c c o r r n . i i lf . i
s l / u c l u / e c i l . S r 7 l r l a( ' o i t l ' 1 , n " 1 7 ,S t l t l 2 r ' L l 6 )
t l L t Ia L û o tI s e 1 a r r r i s c. s lr o t b l l t , c l e < ? c .rr .rs a t r , l l i l c s
,i Laiciedun st'trl ltulccut. (Doc ESA)
[7] La raison en est probablement que la poussée
résiduelle résultant du dégazage du réservoir d'oxygène liquide du troisième étage a été plus forte gue
prévu. Ce genrc d'incident pourra être évité lors des
lancements futurs,
E S P A C EI N F O R M A T I O N " 2 6 . O C T O B R E
1983 -
23
Les radio-amateurs
et I'espace
Sur I'ensemblede la populationmondiale,richede plus de
quatre milliardsd'individus,on compte environun million de
radioamateurs(dix mille en France)dont deux cent mille sont
considéréscomme actifs,parmi lesquelsdix mille utilisent tes
liaisons par satellite.
Historique succinct
L'idée de mettre un satellite à la disposition des radio.
amateursa été proposéepeu de temps aprèsle lancementdu
premierSpoutnik( 1957).Q,uelques
annéesplustard,le proiet,
baptiséOscar[*l (OrbitalSatelliteCarryinçjAmateur Radio),
arriveà maturitéavecle lancement,le 12 décembre1961,du
premiersatelliteOscar par une fuséeaméricaineThor Agena,
en
temps que Discoverer-36.
-même
Vue d'une station radio-amateur(PhoToFBW de Toulouse)
Après Oscar-2,en juin 1962, Oscar-3lancéen mars 1965
ouwe aL.D(
radio-amateursla voie des liaisonsspatialespar satel.
litg. La co_nception
de ce troisièmesatelliteest déjà plus complexe: Oscar-3 est doté d'un répéteur (rêlais de
télécommunications)
qui permetd'établirlespremièresliaisons
bilatéralesentre radio-amateurs
: 176 contacts furent réalisés
par 98 correspondantset plus de 1 000 confirmationsde récep.
tion ont été échangées.
Une grande première est réaliséeavec le satelliteOscar4.
Iancé le 2Zdécembre 1965: équipe d'un répéteuraux fré.
quencesplus élevées(4321145MHà),te satellitepermetd'éta.
blir pour Ia premièrefois, durant;es quelquesheuresde vie,un
contactradio-amateurentre les Etats-Uniset l'Onionsoviétique.
A la fin des annéessoixante,il est convenu,comptetenu des
perspectivesoffertespar les satellitesde la sérieOsèar,de créer
une associationpour soutenirau niveauinternationallesefforts
des radio-amateurs:
c'estla naissancede I'organisation
Amsat
qui trouvera très rapidementdes ramificationsdans presque
tous les pays du monde.
raitla phase I des satellitesde radio-amateurs,
satellitesà brève
durée de vie.
En 1971, I'Union intemationaledes télécommunications
reconnaîtle seroice amateur par satellite.
Avec la deuxième génération,trois satellitesà longue durée
de vie vont être mis en orbite.Oscar-6,lancé en octôbre 1972
va décrire jusqu'en juin 1977 quelque 22000 révolutions
autour de la Terre. Oscar-7 fut lancé en novembre 1974 et
Oscar-8,lancéle 5 mars 1978,esttouioursen service.Lestrois
satellitesde cette secondegénérationgravitentsur des orbites
basses.
L'année1978 voit le lancementdes premierssatellitessoviétiquespggl lesradio-amateurs,
RS-l et RS-2,souslesauspices
de la Fédérationdes sports radio d'Union soviétique.
['l Les vtellites réalises par Amsat prennent le nom d'Oscar lomqu'ils devien.
nent oÉrationnels. Le satellite perdu lors de l'échec du lancement d'fuiane aurait
dù s'appeler Oscar.9, s'il était devenu opÉrationnel. Ce fut donc Uosat, le etellite
radio.amateur britannique, qui reçut cette immatriculation.
24 -
1983
qui
Puisen 1980,c'estune troisiêrneqénérationdesatellites
apparait:ils serontdotésd'un motàurqui leur permettrad'àtteindre des orbitesà plus haute altitude,définiespar les radioamateurs. lls offriront une disponibilité très supérieure.Un
premierexemplaire(Amsat-Phase
lllA) est perdulors de l'échec
du deuxièmelancementd'Ariane,le 23 mai 1980.
Au cours de I'année1981 sont lancés:
- le satelliteradio-amateurUosat,alias Oscar-9. construit
par I'université
du Surrey(Royaume-Uni).
En dépitde quelques
incidents,ce satellitecontinue à fonctionnerde façon satisfaisanteen envoyantaux radio.amateurs
et aux écolesdes images
et des messagesenregistrés.
- Ies satellitessoviétiquesRS-3, RS-4,..., RS-8 mis sur
orbite basseà I'aided'un seul lanceur.
En 1982, depuis la station spatialeSaliout-7,les Soviétiques
mettent sur orbite Iskra-2 et lskm-3 égalementpour les radio.
amateurs.
Enfin,la réussitedes opérationsde lancementd'Ariane(L6),
en juin 1983, permet à un deuxièmeexemplairede cette troi.
sièmegénérationde satellitesradio-amateurs,
Amsat-Phase
IllB,
satellitede I'organisation
Amsat-Allemagne,
de deveniropérationnelsous lJnom d'Oscanl0.
Le radio-amateurisme réalisateuy de satellites
.1982
Les 3 et 4 octobre
s'esttenue,à Paris,à I'initiativedes
radio-amateurs
françaisdu RACE(voirplusloin),uneréunionà
laquelleétaientconviéspour la premièrefois tous les groupes
réalisateursde satelliteradio-amateurde par Ie monde.
L'Amsat (radio AMateurS{Tellite corporation)a été fondée
en 1969et son siègeestaux Etats-Unis.
C'estune organisation
dont les sectionssont implantéesdans beaucoupde pays
industrialisés.
Ainsi,la troisièmegénérationdes satellites
Oscarest un programme de [a section d'Allemagnefédéralede I'organisation
Amsat.
La réalisationdu satelliteOscar-10a été totalementconduite
par Amsat-Allemagne.
La plus grande partie de ses équipementsa été fournie par des radio-amateursallemands.A noter,
pour ce satellite,la contributiondes sectionsaméricaine,japonaiseet hongroise.
(suite en page 25)
|
retenuepour Arsèneouwira la voie à d'autresfuturs passagers
complémentairesd'Ariane; c'est I'un des aspects les plus
importantsde la mission.
techniques: masse - 110k9; orbite
Ses caractéristiques
Les ressourcesde I'Amsat proùennent
'membres essentiellementdes éouatoriale
: 20 000/36000 km; période: 17 h 30 mn; stabilisaet des contributions
cotisations versées par ses
ll s'y ajoute tidn par rotation;durée de vie:-5 ans maximum.
allouéespar différentessociétésde radio.amateurs.
le soutieir technique et financier de nombreusesuniversités.
Sa mission en vol concerned'abord les télécommunica'
L'Amsat fait peu appel au concours industriel.
tions: il s'aqitdonc d'un satelliterelais.Lesliaisonsdansle sens
Tene/satelfites'effectuerontdans la bande435 MHz(UHF).Les
La Fédération des sports radlo d'Union soviétique a une liaisons dans le sens satellite/Terres'effectuerontalternative'
activitéimportanteet travailleen cooPérationaveclesétudiants ment dansla bande145 MHz(VHF)et dansla bande2445 l{.H.z,
des universités.
dont I'utilisationconsùtue une première mondiale.
,*,,"
de ta page 24)
Le RACE (Radio-AmateurClub de I'Espace),fondé en août
1979. s'est donné pour obiectifla réalisationen Franced'un
satelliteradio-amatdurde là troisième générationdevant être
mis sur orbite en tant que passagercomplémentairelors d'un
lancementAriane.
C'est une associationtype loi 1901 dont les ressourcespro'
viennent des cotisationsdes membres et de dons.
Le RACEtravailleen étroite collaborationavecles établissements d'enseignementen France et, au contrairede I'Amsat,
s'appuie fortement sur I'industrie. En effet, le programme
Arsène non seulementconsisteà mettre sur orbite le premier
satelliteradio-amateurélaboréen France,mais encore consùtue dans les phasesd'étudeet de réalisationun soutienimportant à I'enseijnementdes techniquesspatialesdansnotrepâys.
Le projetfusèneest menéde Ia manièrela plusvoisinepossible
d'un programme industriel.De ce fait, il favorisede nombreux
et I'industrie.
contactsentre I'enseignement
Les différentsgroupesde radio-amateursimpliquésdans les
réalisationsspatialesse sont organisésen fonction des conditions particulièresaux divers pays. Il faut souligner I'extrême
qualité des relationsqu'entretiennentces différents groupes
dans la meilleuretradition du radio.amateurisme.
Arsène, un projet français
En 1979, quelques radio'amateursdu CNES décident de
prendre une part activeaux activitésspatialesradio'amateurs:
ils établissentde nombreuxcontacts,commencentà travailler,
crééentle RACE (Radio-AmateurClub de I'Espace)et démarrent le oremierDroqftrmmefrancaisde satelliteen ce domaine
qu'ils Éaptisentnisène (Ariane Radio-amateur
Satellitepour
I ENseigriementde I'Espace).
Son lancementest prévupour la fin de I'année1985,sur le
vol de démonstrationd'Ariane IV, aux côtés de trois autres
satellites.La solution d'embarquemententièrementnouvelle
Quelques-unesdes oÉrations qui permettrontau satelliteArcènede
qaqnèr son orbite àéfinitiue à paftir de I'orbite de transferl sur
ialuelle I'aura placé Ie lanceur Ariane. (Doc. CNES)
Enfin, il faut mentionnerégalementla présencede thèmes
d'expérimentationscientifiqueset technologiquesà bord. Ainsi
le but du programmeArsèneest double:
- mettreà la dispositionde la communautémondialedes
radio-amateursun nouveausatellite à grande durée de vie et
d'orbite élevée(donc de la troisièmegénération);
- contribuerà I'effort d'éducationdans le domainespatial
(c'est une des grandesoriginalitésdu projet fusène).
L'enseignementde I'espacepsr Arsène
Arsène est destiné à enseignerles techniques spatialesà
plusieurs catégoriesde personnes.
I'industrie.
* Divers radio-amateursse préoccupent dès maintenant
d'affiner les télécommunicationsnumériquesqui seront utiliséesdans le monde entier par eux-mêmeset leurscollègues,
lors des liaisons bilatéralesque permettra le satellite.Leurs
conclusionsserontdiffuséesdans la communautémondiale
des radio-amateurs
et dans la Drofession.
Maquette du futur satellitefrançais Arsène qui seruira aux radio
amateursdu monde entier (Doc. CNES)
(suite en page 26)
E S P A C EI N F O R M A I I O NN O2 6 - O C T O B R E
1983 -
25
Actualit é astronauti que
Les radlo-amateurs
et ltespace
(.,tuireda la page 25)
Comment participer au projet ?
* La pratique des communications spatialesavec le satellite
en orbite familiariseraun très grand nombre de radio.amateurs
avec ces techniques:
- usage de matériels performants (souvent construits par
I'amateur lui-même ou I'un de ses collègues);
- maitrise des particularitésdu trafic par satellite: pointage
d'aériens, poursuite (automatique ou non) de la fréquence
(neutralisation de I'effet Doppler), partage du canal existant
entre une multitude d'usagers;
- expérimentationdes méthodes de communication numérique, y compris celle du - spectre étalé "; ceci soit chez des
amateurs individuels, soit collectivement dans les radio-clubs
où de nombreux expérimentateurs peuvent participer.
A ce jour dix-septétablissementsallant des écoles d'ingé'
nieurs aux écoles professionnelles,une centaine d'étudiants et
cent cinquante radio-amateursont travailléou travaillentsur ce
Programme.
Le satelliteet ses missions sont définis (7 000 paqes de calculs). Deux Médaillesd'or aux concours mondiaùx à'étudiants
du secteur astronautique (Tokyo 1980, Rome 1981), ont montré aux jurys internationauxde spécialistesla qualité des travaux
entrepris sur les thèmes offerts par le projet Arsène.
* Les écoles d'ingénieurs et de techniciens disposeront
avec Arsène d'un support de travaux pratiquesà caracièretechnique en " vraie grandeul et non dans les limites de laboratoires, I'expÉrience ainsi acquise pourra déboucher sur des
thèses de doctorat ou du 3" cycle.
* Des expériencescientifiquesorganiséeset gérées pardes
laboratoiresuniversitaireset des clubs de leunes seront embar.
quées par Arsène.
Dès maintenant ceci a permis des rapprochements entre les
radio-amateurs,les concepteurs d'Arsène, les écoles et les éta.
blissements scientifiqes,favorisantainsi une fertilisationcroisée
des approches et des compétences.
Ainsi Arsène participe à la mission d'éducation que le CNES
cherche à développer en France.
Que faut-il pour mener à bien ce programme ?
o définir et réaliser le satellite proprement dit;
o définir et réaliserle propulseur Mars (pour la manæuvre de
changement d'orbite);
o définir et réaliser la station terrienne de contrôle " Stela u
(.ruirede la page 23)
Le haut patronage de la présidence de la République, un
soutien actif du CNES et une participation importante des
écoles, dont l'École nationale supérieuie de I'aéronautique et
de I'espace,ainsi que I'indispensable
concours des industriels
de I'aéronautique et de l'électronique sont garants du succès
Le concours des établissementsd'enseignement technique
de toutes catégories est essentiel,dans I'intérêt du projet qui
entre en phase de réalisation,et au bénéfice des écoles dont les
étudiants ont aussi I'occasion de participer concrètement à
l'élaboration d'un satellite Les thèmes dégagés autour d'un tel
sujet sont fort nombreux et le projet Arsène sera attentifà toute
idée de collaboration.
Tout ce programme est entièrement basé sur le bénévolat.
Les ressourcessont constituéesjusqu'à maintenant de dons de
matériels résiduelsde programmes spatiauxantérieurs,de soutiens logistiques (locaux, téléphone, etc.), ainsi que de la cotisation des membres du RACE.
Des participations financières deviennent nécessaires,elles
peuvent prendre toutes les formes, suivant les statuts de I'association : mécénat, subventions,dons, affectationde la taxe d'apprentissage auprès des écoles participantes,...
Pour tout renseignement complémentaire ou pour recevoir
une documentation descriptive, écrire au siège social du
RACE, B, avenue Aristide-Briand,784OOChatou, (CCP: Toul o u s e 3 5 . 7 1 . 4 61 1 ) .
par la technique de l'accès multiple
par répartition en fréquences
L ' e x p l o i t a t i o n o p é r a t i o n n e l l e IAMRF);
d ' O s c a r -1 O d e v a i t c o m m e n c e r d a n s
- évaluer l'efficacité d'une orbite
l a p r e m i è r e q u i n z a i n e d u m o i s fortement excentrée pour des comd'août.
munications point à point à longues
Le satellite (. .) Oscar- /O festl des- dist a n ces;
- démontrer la possibilité pratique
tiné à permettre les communications
de
l'utilisation d'un microprocesseur
entre radio-amateurs; il assure un
service public et contribue à la embarqué, chargé de gérer et de surveiller le fonctionnement
du
reche rche scie nt ifiq u e.
satellite.
Ses objectifs sont les suivants:
Principales caractéristigues de
-- constituer un outil éducatif perO
s
car-lO : masse sur orbite: 9Okg;
mettant à des étudiants de se familiariser très simplement avec les hauteur : 43 cm; envergure : 1,26 m;
techniques et les télécommunica- ouissance: 40 W en début de vie et
25 W en fin de vie (3 ans).
tions lpatiales;
- mettre en place des réseaux de D e r n i è r e m i n u t e : e n r a i s o n d e
tél écom m u n icatio ns de secours pe n - c o n t r ô l e s r é c l a m é s p a r l ' o r g a n i s a dant des périodes prolongées et cou- t i o n I n t e l s a tp o u r s o n s a t e l l i t el n t e l vrant une grande partie de la Terre à s a t V ( F 7 ) , l e s e p t i è m e l a n c e m e n t
partir d'équipements simples et bon d ' A r i a n e ( L 7 ) , i n i t i a l e m e n t p r é v u
p o u r l e 1 6 s e p t e m b r e ,n ' a u r a p a s
marché;
- étudier l'aspect technologique
lieu avant le 18 octobre.
d'un répéteur à accès multiple, ainsi L e l a n c e m e n t s u i v a n t ( L B ) , a v e c l e
que les procédures opérationnelles
satellite Intelsat V(FB), devrait se
26
guire)
ESPACE INFORMATION N. 26 , OCTOBRE 1983
MichelDanve{prolet Arsène
d é r o u l e rd u r a n t l e m o i s d e d é c e m b r e
19 8 3 .
( S o u r c e s. c o m m u n i q u é d e p r e s s e
FS.4 du 12juillet 1983, pour ECS;
communiqué de presse ESA/Amsat
du 22 juillet 1 983 et dossier de
presse CNES/Ariane L6 de juin
1 9 8 3 , p o u r O s c a r - 1 0)
Reste du monde
Deux nouvellessondes soatiales
se dirigentvers Vénus : Vénéra-15
e t 1 6 o n t é t é l a n c é e sl e s 2 e t 7 j u i n
1983 par l'Union soviétiquequi
compte ainsi poursuivre ses
r e c h e r c h e ss c i e n t i f i q u e sc o n c e r n a n t
l e s o l e t l ' a t m o s p h è r ed e l a p l a n è t e
Vénus ou'elles devraient atteindre
a u d é b u t d u m o i s d ' o c t o b r ea D r è su n
voyage d'environ 3OO millions de
l<ilomètres.
L e 1 3 j u i n 1 9 8 3 , l a s o n d es p a t i a l e
a m é r i c a i n e P i o n e e r - 1 0u f r a n c h i s s a i t , l ' o r b i t ed e l a p l a n è t e N e p t u n e ,
à p l u s d e 4 , 5 2 m i l l i a r d sd e k i l o m è t r e s d u S o l e i l: p o u r l a p r e m i è r e f o i s
dans l'histoire de I'humanité, un
engin fabriquépar l'Homme passait
la frontièrede ce qu'on a coutume
d ' a p p e l e rl e s y s t è m es o l a i r e[ 8 ] , l ' e n semble des planètes gravitant
autour du Soleil.
( P r é c i s o n sq u e l a p l a n è t e P l u t o n ,
g é n é r a l e m e n tc o n s i d é r é ec o m m e l a
plus éloignée du Soleil, se trouve
a c t u e l l e m e n t- e t p o u r d i x - s e p ta n s
e n c o r e - à l ' i n t é r i e u rd e l ' o r b i t e d e
Neptune en raison de I'excentricité
d e s a t r a j e c t o i r eq u i l ' a m è n e à s e
trouver tantôt au-delà. tantôt en
deçà de Neptune.)
Cette sonde avait été lancée onze
ans plus tôt, exactement le 3 mars
1 9 7 2 ( v o i E l , n o 12 , p . 1 1 ) a v e c p o u r
o b j e c t i f p r i n c i p a l l a p l a n è t eJ u p i t e r .
C o m m e a u c u n a u t r e v é h i c u l es p a t i a l
ne s'était autant éloigné du centre
d u s y s t è m e s o l a i r e ,e l l e a l l a i t a c c u muler les découvertes et les o prem i è r e s" : p r e m i è r e t r a v e r s é e d e l a
ceinture d'astéroides. mise en évid e n c e d e l a n a t u r e l i q u i d ed u n o y a u
de Jupiter, premier modèle du
c h a m p m a g n é t i q u ej o v i e n ( m a g n é t o s p h è r e . c e i n t u r e s d e r a d i a t i o n s ) ,p r e mières mesures précises de la
masse et de la densité de certains
satellitesde Jupiter, premières phot o g r a p h i e s n r a p p r o c h é e s, d e l a
tache Rouge et de l'atmosphère
s u p é r i e u r ed e J u p i t e r ,e t c . N a t u r e l l e ment il convient d'y ajouter une
i m p r e s s i o n n a n t em o i s s o n d ' i n f o r mations sur le millieu interplanétaire.
t o u j o u r s! E n r a i s o nd e s o n é l o i g n e - t i o n n e l l e s d u S o l e i l e t d u c o u p l e
ment, il fallait4 h et 20 mn à un Terre-Lune et la force d'inertie
s i g n a lr a d i op o u r c o u v r i rl a d i s t a n c e d ' e n t r a î n e m e n t ) .
Terre,/sonde.
Et sa vitessede déplac e m e n t ,p a r r a p p o r ta u S o l e i l .é t a i t a uDt oéucrr di vea n tuonpeot ri natj,e, c t o i rnee' el l ni prtei qs ut ee
Ce
elle
d e I ' o r d r ed e 5 0 0 0 O k m , z h .
p a s m o i n s e n t r e l e S o l e i le t l a T e r r e ,
Ou'attend-on d'elle ? Ou'elle à environ 1,5 million de kilomètres
c o n t i n u eà t r a n s m e t t r e
d e si n f o r m a - d e c e l l e - c i ( v o i r E l , n o 1 4 , p . 1 5 ) . E t
t i o n s n o t a m m e n st u r l e v e n t s o l a i r e p e n d a n tt o u t e l a d u r é e d e s a m i s s i o n
e t s u r l ' e x t e n s i o nd e l ' h é l i o s p h è r e(,p r é v u e i n i t i a l e m e n t p o u r t r o i s a n s )
cette sorte de cocon protecteur ISEE-3 va donner entière satisfacm é n a g éa u s e i n d u m i l i e ui n t e r s t e l - t r o n .
l a i r e e t q u i c o n t i e n tl e S o l e i le t s o n
S o n e x i s t e n c e < a c t i v e> a u r a i t p u
cortège de planètes (un peu à
rester là mais il en fut décidé
e
n
l ' i m a g ed e l a m a g n é t o s p h è tr e r r e s a
u
t
r
e m e n t : o n l u i é l a b o r au n s e c o n d
p
.
p
o
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r
r
a
i
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E
l
,
n
o
1
8
,
4
)
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tre;
Elle
p
r
o
g
ramme de travail comprenant,
aussipeut-êtreaiderà mettreen évip a r t , l ' e x p l o r a t i o nd e l a q u e u e
d e n c e o u b i e n u n e h y p o t h é t i q u ed ' u n e
d
e
l
a
m
a g n é t o s p h è r et e r r e s t r e , d ' a u o é t o i l e n o i r e" , c o m p a g n o nl o i n t a i n
part,
de deux comètes
e t i n v i s i b l ed e n o t r e S o l e i l p a r f o i s t( rGei a c o b i nli' -éZt ui ndneeer t H a l l e y ) .U n p r o pour
perinvoqué
rendrecomptedes
quatre années pour
gramme
t u r b a t i o n so r b i t a l e sd ' U r a n u se t d e l e q u e l e l l ed ed o i t q u i t t e r s a z o n e i n i N e p t u n eo u b i e n e n c o r e u n e n o n t i a l e d ' é v o l u t i o ne t e n t a m e r u n e l o n dixièmeplanète...g u e
moinshypothétique
m i g r a t i o n d a n s l ' e s p a c e ,s a n s
Les expertsdu réseauDeep Space d o u t e l a p l u s o r i g i n a l es u c c e s s i o nd e
Network de la NASA espèrentpou- m a n æ u v r e s o r b i t a l e sj a m a i s s u b i e s
voir n converser> avec Pioneer-10 p a r u n v é h i c u l e s p a t i a l .D o n n o n s - e n
j u s q u ' àu n e d i s t a n c ed e l ' o r d r ed e 8 l e s p r i n c i p a l e s é t a p e s :
m i l l i a r d sd e k i l o m è t r e ss,o i t p e n d a n t
p e u t - ê t r e u n e d i z a i n e d ' a n n é e s o 1 O j u i n 1 9 8 2 : I S E E - 3q u i t t e l e
encore.
v o i s i n a g e d u p o i n t d e L a g r a n g ee n
écrivant une trajectoire complexe
p
e
n
s
e
q
u
e
E n s u i t e? L a N A S A
son d
q
p a s s a g e" a u p l u S p r è s" d ' u n a u t r e u i l ' a m è n e à g r a v i t e rà l ' i n t é r i e u rd e
système stellaire pourrait survenir l a q u e u e m a g n é t o s p h é r i q u et e r r e s d ' i c i . .3. 2 6 1 0 a n s ( ! ) ;e l l es e t r o u v e - t r e à c o m p t e r d u m o i s d ' o c t o b r e
r a i t a f o r sà 3 , 2 7 a n n é e s - l u m i è r1e- 19 8 2 .
3 0 0 0 0 m i l l i a r d sd e k i l o m è t r e sd) e
Durant la majeure partie de l'anl'étoileRoss248. Comptetenu de ce n é e 1 9 8 3 , e l l e e x p l o r e r a c e t t e p o r qu'on connaîtde la répartitiondes t i o n d e l ' e s p a c e e t d i v e r s e s
étoiles et de leurs trajectoires,on m a n æ u v r e s ( e n p a r t i c u l i e r l e
p e u t e n s u i t es ' a t t e n d r eà u n u s u r - r e c o u r s à l ' a s s i s t a n c e g r a v i t a t i o n vol , de ce type au rythmed'une fois n e l l e d e l a L u n e . c e q u ' o n a p p e l l el e
c h a o u em i l l i o nd ' a n n é e s . . .
swing-by; cf. El, no12, p.1O) modifieront à plusieurs reprises sa
(Sources. NASA News, no 83-39, t r a j e c t o i r e .
22mars 1983; Aviation Week and
Pour ISEE-3, ce sera l'occasion
S p a c e T e c h n o l o g y ,2 m a i 1 9 8 3 ,
d'étudier le plasma magnétosphép
.
2
4
.
1
Les exploits de Pioneer-10étaient
r i q u e ( v i t e s s ed ' é c o u l e m e n t d
, ensité,
r é é d i t é se n v i r o n u n a n p l u s t a r d p a r
température, composition, frons a n d o u b l u r eo , P i o n e e r - 11 , l a n c é el e
tières, etc.). Simultanémentquatre
6 avril 1973. Par leur missionpratia u t r e s s a t e l l i t e sd e l a N A S A ( l s E E - 1
'
'
r
t
l
1
'
/
'
,' llii','. , !
.:
quement sans failles, les deux
et 2, DE-2 et IMP-8) seront associés
sondes contribuèrent à la découà c e t r a v a i l .U l t é r i e u r e m e n dt e s c o m verte du systèmesolaire et ouvrirent
A q u i l e s a u r a i to u b l i é e sl,a N A S A p a r a i s o n s p o u r r o n t ê t r e f a i t e s a v e c
l a v o i e a u x s o n d e s V o y a g e r ( v o i r E l , e s t e n t r a i nd e r a p p e l elre s m u l t i p l e s
la queue des comètes. elle aussi
n o 19 , p . 2 3 e t n o 2 1 , p . 2 3 l , .
r e s s o u r c e s d e l a m é c a n i q u e c o n s t i t u é ed ' u n p l a s m a .
. n f e s t i v a ld ' a c r o b a t i e s
A l a d a t e d u 1 3 j u i n 1 9 8 3 , c é l e s t e . .U
c
o
s
m
i
q
u
e
s
d o n t l ' h é r o T n ee s t l a
Pioneer-10avait parcouru près de
o 23 décembre 1983 : un cinquième swing-by lunaire, au cours
, v a i t r e ç u s o n d ea m é r i c a i n eI S E E - 3 .
s i x m i l l i a r d sd e k i l o m è t r e s a
plus de 98900 ordres de télécomT o u t c o m m e n c el e 1 2 a o û t 1 9 7 8: d u q u e l I S E E - 3 p a s s e r a à e n v i r o n
( l n t e r n a - 1 0 0 k m d e l a L u n e , l u i p e r m e t t r ad e
m a n d e d e l a T e r r e e t t r a n s m i s e n v i - c e j o u r - l àe s t l a n c é eI S E E - 3
r o n 1 2 6 m i l l i a r d sd e b i t s d e d o n n é e s t i o n a l S u n - E a r t hE x p l o r e r d
) ans le quitter de quitter le système Terres c i e n t i f i q u e s .E t e l l e f o n c t i o n n a i t c a d r e d ' u n p r o g r a m m e s p a t i a l L u n e ( e n j a n v i e r 1 9 8 4 ) e t d ' ê t r e d i r i d'étudede l'environnement
terrestre g é e v e r s l a c o m è t e d e G i a c o b i n i ( v o i r E l , n o 1 8 , p .1 5 ) . T a n d i s q u e Z i n n e r [ 9 ] .
[ 8 ] l l e x i s t e d ' a u t r e s d é fi n i t i o n s d e s l i m i t e s d u s y s tème solaire;ce pourrait être, par exemple, la " frontière" fluctuante entre l'atmosohère solaire
(l'héliosphère) et le gaz interplanétaire, à dix ou
quinze milliards de kilomètres d'ici.
I S E E - 1e t 2 g r a v i t e n ta u t o u r d e l a
Terre, ISEE-3devient le premier o 11 septembre 1985 : ISEE-3
satellite artificiel à être placé en t r a v e r s e l a o u e u e d e c e t t e c o m è t e à
o r b i t e p r è s d ' u n p o i n t d e L a g r a n g ee n v i r o n 3 0 0 0 k m d u n o y a u ( l a T e r r e
( o ù s ' é q u i l i b r e nlte s f o r c e sg r a v i t a - e s t a l o r s é l o i g n é e d e 7 0 , 8 m i l l i o n s
E S P A C EI N F O R M A T I O N O2 6 . O C T O B R E1 9 A 3-
27
l r i
| r i
, r i
l ,
i i r
r r l ,
i i i l
,
i r l l
L
i , t i i , i
(Sources NASA News, no 82-161,
28 octobre 1982; Le déroutage d'un
satellite, La recherche, no 142, mars
1983, pp. 374-375.1
L e s e p t i è m e v o l d e l a N a v e t t es p a tiale américaine (STS-7) s'est
d é r o u l éd u 1 8 a u 2 4 j u i n 1 9 8 3 : u n e
m i s s i o n q u i a v u l ' o r b i t e u rC h a l l e n ger se maintenir à environ 300 km
d u s o l ( i n c l i n a i s o n: 2 9 o , p é r i o d e :
90,4 mn).
de kilomètres). Ce devrait être une
grande première, jamais un engin
spatial n'en ayant eu l'opportunité
( o u l ' a u d a c e? ) . L e s i n s t r u m e n t s
q u ' e l l e e m p o r t e ( p r é c i s o n st o u t e f o i s
qu'il n'y a pas de caméra à bord)
apporteront peut-être des éléments
de réponse aux questions fondam e n t a l e sq u ' o n s e p o s e à p r o p o sd e s
comètes: structure et composition
d u n o y a u ? m é c a n i s m e sd ' i o n i s a t i o n
d e s s u b s t a n c e s é j e c t é e s? i n t e r a c t i o n s a v e c l e v e n t s o l a i r e?
B i e n e n t e n d u , l e s É t a t s - U n i ss o u h a i t e n t r a p p r o c h e rc e s i n f o r m a t i o n s
d e r é s u l t a t s c o m p l é m e n t a i r e sq u i
pourraient être obtenus par des
moyens spatiaux ou non (autres
satellites, Space Telescope,lUE,
Navette. fusées-sondes. avions.
t é l e s c o p e s t e r r e s t r e s , . . . ) .C e s e f f o r t s
p o u r r a i e n t d o n n e r n a i s s a n c eà u n e
Année internationale GiacobiniZ i n n e r à l a q u e l l e p r o f e s s i o n n e l se t
amateurs du monde entier oourraient participer...
server la comète de HalleytlOl, à
assez grande distance il est vrai : le
31 octobre 1985 (la sonde sera à
138,4 millions de kilomètresde la
comète et à 76 millions de kilomèt r e s d e l a T e r r e )e t l e 3 0 m a r s 1 9 8 6
( l a s o n d e s e r a à 3 0 , 5 m i l l i o n sd e k i l o mètres de la comète et à 96.5 millions de kilomètres de la Terre). La
comparaison des résultats obtenus
sur deux comètes oeut être riche
d ' e n s e i gn e m e n t s .
A cette époque, d'autres sondes
spatiales construites par I'Union
soviétique, le Japon et l'Europe
( G i o t t o ;v o i r E l , n o 1 9 , p . 2 0 ) p r o c é d e r o n t à u n e é t u d e b e a u c o u pp l u s r a p p r o c h é e d e l a c o m è t e d e H a l l e y( p a r
e x e m p l e G i o t t o p a s s e r aà q u e l q u e s
c e n t a i n e sd e k i l o m è t r e sd u n o v a u l e
13 mars 1986) Aucune d'entre
e l l e s ,t o u t e f o i s ,n e d e v a n t e n t r a v e r ser ta queue.
C e r t ai n s o b s e r v a t e u r s n ' o n t o a s
été sans constaterqu'en dépit des
r e s t r i c t i o n sb u d g é t a i r e si m p o s é e s à
o De nouvellesmanæuvres donp r o j e td e
n e r o n t à I S E E - 3 l a o o s s i b i l i t éd ' o b - l a N A S A e t d e l ' a b a n d o nd u
s o n d e s p a t i a l ev e r s H a l l e y ,l e s E t a t s U n i s , e n d o n n a n t u n e n o u v e l l ej e u [9] La comète de Giacobini-Zinnerest une comète
n e s s e à I S E E - 3 ,s e r o n t l e s p r e m i e r s
plutôt âgée et relâtivement petile qui s'approche de
n o u s t o u s l e s 1 3 a n s O b s e r v é ed e p u i s 1 9 0 0 . e l l e
à é t u d i e r i n s i t u u n e c o m è t e . . .T o u t e r e s t e t o u j o u r s à m o i n s d ' u n m i l l i a r dd e k i l o m è l r e sd u
fois les premièresimages <rapproSoleil
chées, d'une comète ne seront pas
[10] Comparativement à la comète de Giacobiniam é r r c a i n e s .
j
e
u
n
e
.
plusvoluZ i n n e r , l a c o m è t e d e H a l l e ye s t p l u s
mineuse et se déplaceplus rapidement: son noyau a
le volume de Juoiter et sa oueue s'étend sur une
c e n t a i n e d e m i l l i o n s d e k i l o m è t r e s S a p é r i o d i c i t ée s t
de 76 ans
Les comètes constituent des objets célestes assez
mal connus (leur noyau serait composé de glace et
de poussières avec quelques traces de molécules
complexes) dans lesquels certâins astronomes
voient des "vestiges, des premiers âges de l'univ e r s L e u r é l u d e D o u r r a i tc o n t r i b u e rà u n e m e i l l e u r e
compréhension de son évolution et de celle du système solaire A ce sujel, lire: Les comètes, par
P Véron et J -C Ribes, Hachette, 1979
28 -
1983
Pour son second voyagedans I'espace, Challenger emportait cinq
astronautes : Robert L. Crippen (46
a n s ) , c o m m a n d a n td e b o r d e t F r e d e r i c k H . H a u c k( 4 2 a n s ) ,p i l o t e ,a c c o m p a g n é s d e t r o i s s p é c i a l i s t e sd e l a
m i s s i o n: J o h n M . F a b i a n ( 4 4 a n s ) ,
Sally K. Ride (32 ans) et le docteur
N o r m a n E .T h a g a r d ( 4 0 a n s ) .
Première astronaute américaine,
Sally Ridedevientainsi la troisième
f e m m e d e l ' e s p a c ea p r è s l e s S o v i é t i q u e s V a l e n t i n aT e r e s h k o v a( 19 6 3 ) e t
S v e t l a n a S a v i t s k a y a( 1 9 8 2 ) . P h y s i c i e n n e s p é c i a l i s é ee n a s t r o n o m i e ,
elle a également l'expériencedu
p i l o t a g e a é r i e n , d u p a r a c h u t i s m ee t
d e l a p l o n g é e s o u s - m a r i n e .E l l e e s t
l ' é p o u s e . . .d ' u n a s t r o n a u t e , S t e v e n
A . H a w l e y ,a p p e l éà v o l e r p r o c h a i n e ment sur la Navette Sally Ride est
enfin l'un des plus jeunes sujets
jamais envoyésdans l'espace.
(Selon la revue Air et Cosmos le salaire
25 juin 1983, p.61 a n n u e l d e c e s a s t r o n a u t e ss e s i t u e r a i t a u t o u r d e 5 0 0 0 0 d o l l a r ss o i t d e
l'ordre de 400000 F.)
A u p r o g r a m m e d e c e t t e m i s s i o n:
* la mise sur orbite de deuxsatell i t e s g é o s t a t i o n n a i r e sd e t é l é c o m munications commerciales, Anik
C - 2 ( C a n a d a ) e tP a l a p a B - 1 ( l n d o n é o L a m i s s i o n d ' I S E E - 3s ' a c h è v e r a s i e ) , e n g i n s s i m i l a i r e sc o n s t r u i t sp a r
à l a f i n d e 1 9 8 7 : e l l e s e r a a l o r s à l a f i r m e a m é r i c a i n eH u g h e sA i r c r a f t .
1 2 1 m i l l i o n sd e k i l o m è t r e sd e n o u s
La satellisations'est effectuée de
e t s e u l e s d e s o a s t u c e s, t e c h n i q u e s
p e r m e t t r o n ta u x t r è s f a i b l e s s i g n a u x l a m ê m e f a ç o n q u e l o r s d e l a m i s s i o n
émis par ses antennes (conÇues STS-5 (cf. El, no24, p.25), c'est-àp o u r f o n c t i o n n e r s u r u n e d i s t a n c e d i r e a v e c l ' a i d ed ' u n é t a g e s u p é r i e u r
8 0 f o i s m o i n d r e ) d ' ê t r e e n c o r e d u t y p e S S U S ,l e 1 8 j u i n p o u r l e p r e perceptibles.
m i e r e t l e l e n d e m a i no o u r l e s e c o n d .
Informations diverses
O u e l q u e sj o u r s p l u s t a r d ,c e s s a t e l - américaineOSTA-2(Officeof Space 8 ( 3 0 a o û t , / 5 s e p t e m b r e ) e t S T S - 9 ,
l i t e s g a g n a i e n tl e u r e m p l a c e m e n tand TerrestrialApplicationsde la a v e c S p a c e l a b - 1 ,a c t u e l l e m e n tp r é t 1 2 , 5 o NASA), une expérienced'électro- v u e a u m o i s d e n o v e m b r e .
d é fi n i t i f ( r e s p e c t i v e m e n 1
Ouest et 108o Est).
phorèse,une expérienced'élabora- (Sources
: Press Kit NASA, no 83tion de petitessphèresde latex,les 87, juin 1983; Aviation week and
* les premières manæuvresde s e p t c o n t e n e u r s d u p r o g r a m m e
Space Technology, 27 juin et 1 1 juillibérationet de récupérationd'une G e t a w a yS p e c i a l , . . .
let 1983.)
chargeutile par le brastélémanipuq
u
'
a
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o
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S
i
g
n
a
l
o
n
s
c
o
u
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s
s
o
n
(de
lateur
fabricationcanadienne).
T.-P. P.
L e 2 2 j u i n , l a p l a t e - f o r m es p a t i a l e l'équipagea découvertla trace (un
profondeur
et
sPAS-O1 (Shuttle PAllet Satellite), cratèrede 0,4 mm de
(Tous les passages reproduits ici
d e f a b r i c a t i o n a l l e m a n d e , e s t d e 2 , 2 m m d e d i a m è t r e ) d ' u ni m p a c t en italique correspondent à des
(micrométéorite
provenant
ou
débris
extraite de la soute. libérée dans
extraits n'ayant subi aucune modifil ' e s p a c e e t é l o i g n é e d ' e n v i r o n d e l a p r é s e n c ed e l ' H o m m e d a n s cation importante de la part du
l'espace
?)
d'une
des
fenêau
centre
300 m, puis récupéréeenvironquasignataire de cette rubrique.)
t r e h e u r e s p l u s t a r d . p u i s d e n o u - tres de l'orbiteur.Celle-cidevraêtre
pour
changée
STS-8.
veau libérée et enfin récupérée
définitivement.
ll s'agissaitde tester
C'est apparemmentla première
le comportementdu bras et de véri- fois qu'une telle constatationest
fier les procéduresde rendez-vous f a i t e s u r u n v é h i c u l eh a b i t éa m é r i orbital en vue des prochainesmis- cain, les spécialistes
estimantqu'un
sions de la Navette.
tel < incident> ne risque de se produire qu'unefois tous les neuf mois
A cetteoccasion,la camérainstal- de présencecontinuedans l'espace.
lée sur SPASa retransmisau sol les
Au terme d'un séjour dans l'espremièresvues de la Navetteen vol
pacelégèrementsupérieurà 6 jours
prisesde l'extérieur.
et 2 heures,Challengeratterrissait
Edwards et non pas,
* la réalisationde plusieursexpé- sur la base
prévu, à proximitéde son
comme
ou
riences à caractèrescientifique
lieu de départ, au Centre spatial
technologiqueimplantéesou bien Kennedy,en raison des
mauvaises
sur SPAS-Ol (expériencespropo- conditionsmétéorologiques
régnant
sées par l'Allemagne de l'Ouest, s u r l a F l o r i d e .
l'ESA et la NASA)ou bien en divers
Nous rendrons compte, dans le
endroitsde l'orbiteur.Citonsnotamm e n t l a c h a r g e u t i l e g e r m a n o - prochainnuméro,des missionsSTS-
Des livres sur I'espace(5)
Cette liste d'ouvrages touchant à la
recherche spatiale et à des sujets
connexes a été commencée dans les
n u m é r o sl l ( p . l 3 ) , 1 6 ( p . l l ) , 1 9 ( p . 1 7 )
et 24 (p. 18) de notre revue.
$
'\
!l
L-'équipagede la mission SIS.7 se dirtge uers I'aire de lancement de Ia Nauette.Au premier plan,
de gauche à droite: Sallg Ride, Fabian et Crippen. A I'arrière plan : Thagard. (derrière Ride) et
flauck (derrière Crippen). (Photo AFP)
o Je construis un satellite... (Guide
pratique pour la constructiond'une
maquette active de satellite de communication), par G. Pignolet/CNES, mai
1983, document polycopié d'une quarantaine de pagesplus particulièrement
conçur à l'intention des animateurs de
clubs scientifiques et des enseignants.
Sera adressé gratuitement (dans la
limite des stocks disoonibles)à toute
personne en faisant^la demande à :
CNES, département Documentation,
ADF,/DOC, 18, avenue Belin, 31055
Toulouse Cedex.
o Dictionnaire de l'aéronautiqueet de
I'espace, anglais/lrançais, volume I
(format ll0 X l70mm, 740 pages,
25 000 mots ou expressions anglaises,
plus de 40000 traductions ou accepE S P A C EI N F O R M A T I O N ' 2 6 . O C T O B R E
1983 -
29
Informations diverses
tions françaisesdes scienceset des tech- d e u x c e n t s a n s d ' h i s t o i r e d a n s l e activités de rechercheet les applications
niques aérospatiales),1'" édition, 1982, domaine des ballons, des avions et des civiles et militaires, les programmes
par Henri Goursau, prix: 120F * port véhiculesspatiaux.
spatiaux américains,soviétiques,européenset français, I'industrie et la politi(19,50F). Distributeur exclursifpour la
o La vie dans I'espace, Textes et que spatiales françaises, le droit de
France: H. Goursau, 14, avenue dur
p o u r l a c l a s s en, " 3 l l , 8 a v r i l I'espace,etc.
Mail. 31650 St-Orens-de-Gameville.docnments
prix: 8 F. Pour tout renseigne1
9
8
3
,
Pour I'exportation: SIACE, 33, rue
En outre, 14 noticesde quatre Pages
Fortuny, 75017Pafis, téI. : 261.43.05et ment, s'adresserau CNDP, distribu29, rue d'Ulm, 75230Paris Cedex orésentent I'essentiel sur Ariane, la
tion,
267.38.15.
Navette américaine, quelques satellites
05, téI. : 329.21.64,poste 573.
français (SPOT-1, Télécom-|, TDF-1,
o Les montgolfières,par Pierre-Louis
e T é l é c o m m u n i c a t i o n s s p a t i a l e s , etc.), la coopération internationale,la
Clément,éditionsTardy (6, rue Milton,
ouvrage collectif réalisé par des ingé- t e c h n o l o g i ed e s t é l é c o m m u n i c a t i o n s
75009 Paris), 1982,prix: 160F.
nieurs du CNES et du CNET (tome 2: spatiales,les effets économiquesde I'esp a g e s e t t o m e 3 : pace, etc.
o Premiersenvols,par Pierre Lissara- s e c t e u rs p a t i a l , 3 8 6
secteur
terrien.
Systèmes
de télécomgue, éditions Joël Cuenot, diffusion
Les Cahiers français, n" 206-207,
munications par satellite, 45 I pages),
Weber, 1982,prix : 290 F.
mai-septembre 1982, édités Par la
Masson, 1983.
Documentationfrançaise(3 l, quai Volo Les satellites et I'espace, Albert
o Astronomie, encyclopédie Larous- taire, 75340 Paris Cedex 07, tél.:
Ducrocq raconte..., F. Nathan, 1982, s e , 1 9 8 1 ,3 2 6 p a g e s ,p r i x : 2 . 8 1F .
2 6 1 . 5 0 . 1 0p
) ,r i x : 4 6 F .
prix : 39 F. Ouvrage très réurssi,plutôt
destiné à un jeurnepublic... mais qui
o Calcul astronomiquepour amateurs
pourra être lu par tous avec intérêt.
(adapté à I'emploi d'un calculateLlrou
d'un micro-ordinateur),par S. Bouiges,
Des diapositives
o L a T e r r e , A l b e r t D u c r o c q Masson, 1982, 4" édition, 168 pages,
r a c o n t e . . .F
, . N a t h a n , 1 9 8 2 ,p r i x : 3 9 F . p r i x : 8 6 F .
l'espace(3)
sur
o Évolution des fusées à propergols
o La conquêtede I'espace,par M. H.
Reynaud, P. Facon et P. de La Cotar- liquides,par Robert H. Goddard, adaptation française de Hervé Moutlin, colD'autres informations sur ce sujet
d i è r e , L a r o u s s e ,1 9 8 3 ,p r i x : 9 9 F .
lection Trajectoires,éditions Formule ont été donnéesdans notre revue(no 19,
Ouvrage remarquable autant par la 13 (41, rue de Trévise, 75009 Paris), p . l 7 ; n ' 2 2 , p . 2 l ; n " 2 3 , p . 1 2 e t n o2 4 ,
qualité et I'abondancedes illustrations 1982, 16 pages, prix: 22F.
p.t7).
que par I'intérêt dLr texte qui retrace
o Sur les missions spatiales amério Les jeunes et I'espace (1962-1982\,
par Hervé Moulin, publication éditée caines, Galaxy Contact commercialise
par I'Association nationale sciences des posters, des photographies et des
t e c h n i q u e s j e u n e s s e ( P a l a i s d e l a diapositives. Signalons en particulier
et
addenta
Errata
Découverte, avenue Franklin D. Roo- c i n q s é r i e s a v e c c o m m e n t a i r e s d e s
sevelt, 75008 Paris), 1982, 48 pages, VUCS :
- Apollo-ll, sériede 22 diapositives
prix : 30 F.
couleur (89 F + l0 F de port et
o Les étoiles variables, par M. Petit, emballage);
o D a n s l e n o 1 4 , e n p a g e3 , 1 ' e
M a s s o n , 1 9 8 2 , 2 6 4p a g e s ,p r i x : 1 2 5F .
cofonne, 8e figne : lire vingt à la
- Apollo-l7, sériede 35 diapositives
place de deux.
c
o
u r l e u(rl 1 9 F * 1 0 F ) ;
o Mon premier livre d'astrolomiet
o Dansle no20 (premiertirage), oar M. Toulmonde, éditions Etudes
- Jupiter Voyager-l et 2, série de 3 I
e n p a g e7 , 1 ' ec o l o n n e ,13 e l i g n e v i v a n t e s , 1 9 8 3 ,4 8 p a g e s , p r i x : 4 2 F . d i a p o s i t i v e sc o u l e u r ( l 1 9 F * l 0 F ) ;
de l'encadré: lire O.985au lieude
- Saturne Voyager-l, série de 18
L'éditeur en conseille la lecture aux
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enfants à partir de... 7 ans.
diapositivescouleur (79 F * 10 F);
o D a n sl e n o 2 4 , e n p a g e2 7 , 1 "
- Columbia, série de 27 diapositives
o Nnméro spécial de l'Aéronautique ( 9 9 F + l 0 F ) .
c o l o n n eà, l a d a t ed u 2 5 m a r s: l i r e
n" 95, consacréà I'eset l'astronautique,
8" et non 18".
Le lot des cinq séries: 540 F (port
pace, éditions Air et Cosmos (6, rue
o Dans le no 25, en page 3, au
Anatole-de-la-Forge,75017 Paris, tél. : inclus).S'adresserà Galaxy contact,BP
sujet de la légendede la gravure 1 6 6 . 4 6 . 1 0 )1, 9 8 3 ,p r i x : 4 0 F .
26, 62101Calais Cedex, France. Catas u r G a l i l é e :s e l o nB . V u i l l e u m i e r .
logue complet contre 4 timbres-posteà
universitéll Genève,Galiléene se
o Observer les étoiles,par P. Kohler, 1 . 6 0F .
t i e n d r a i t p a s à g a u c h e ( o ù édition Ouest-France(38, rue du Préo Pour célébrer le septièmeanniverseraient représentés ses adver- B o t t é , 3 5 1 0 0 R e n n e s ) ,1 9 8 3 , 3 2 p a g e s .
de la sonde Viking sur Mqrs,l'assosaire
p
e
n
c
h
é
s
l
'
æ
u
v
r
e
s
u
r
saires,
ciation PromoSpaceédite une sériede 12
d'Aristote) mais au centre parmi
diapositivesen nombre limité, qui perses élèves et disciples (voir La
mettra de se faire une image complète
j
u
i
l
l
e
t
a
o
û
t
Un livre de rélérence
r e c h e r c h e , n o1 4 6 ,
de la planète Mars, après les fabuleux
1983, p. 1012I
Bien que nous I'ayons déjà signalée résurltats que nous a apportés cette
o Pour lire avec profit l'article dans notre numéro de février, il nous mlsslon.
sur les premiersballonslibres(El semble utile de rappeler la parution
Cette série exceotionnelle sera tirée
no24l, il peut être utile de savoir d'un document de oualité intitulé Les d'après
des originàux de la NASA et
que la forse valait approxirnative- enjeux de I'espace.
par exemple: de la gelée
montrera
ment deux mètres et la lieue envides engins,une mosaïblanche
autour
De
multiples
sujets
sont
abordés
sur
ron quatre kilomètres.
128 pages: I'histoire des fusées,la pro- que haute résolution du site d'atterrispulsion des lanceurs,la satellisation,les sàge prise en octobre 1982, etc.
Culendrier de I'espace
Ces sériessont misesen vente par
souscription(date limite: le 3l décembre 1983)et vous seront expédiéesen
février 1984. Prière d'adresser votre
nom, adresse
complète,professionainsi
qu'un chèquede 35 F (le port estcom- o Indiquons les nouveaux livrets de
pris) à I'ordre de PromoSpace,
à : Pro- diapositives édités par la Société astromoSpace,I I bis, boulevardDelessert, nomique de France :
75016Paris.
- Planètes8 : Saturneet sesanneaux
(Communiqué Promo Space) vus par Y.oyager-2;
- Planètes 9 : Atmosphère de
Saturne vue par Yoyager2;
- Planètes l0 : Satellites de Saturne
vus par Yoyager-2.
Ces livrets s'ajoutent aux quatorze
livrets déjà édités.
Chaque livret contient six diapositives et une notice. Prix: 20 F (port en
sus : 3 F jusqu'à deux livrets, 6F pour
trois à six livrets,...). S'adresserà la
SAF, 3, rue Beethoven,75016 Paris.
Philatélie spatiale
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catalogue des oblitérations spatiales
européennes, 180 pages, I 500 FDC et
documents répertoriés dont 70 Vo de
photographies. 34 thèmes spatiaux.
Prix: 120F (franco).
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Columbia, Les Rochettes, 44240
Chapelle-sur-Erdre, France.
premièrefois, quatrehommesà bord
de Columbia: Brand, Overmyer,
Lenoir et Allen. Ils réussirontla mise
sur orbitedessatellites
SBS-3[l982 3l - Lancement (Baïkonour) du véhicule
- I l0C] mais
I l0Bl et Telesat-6
[982
automatique de ravitaillement
par
contre
devront
renoncer
à la sortie
Progress-I6 (186/245 km
51,6"
dans I'espaceprévueau programme.
88,7 mn) qui rejoint la station orbitale
Retourle l6 ndvembreauierilred'une
Saliout-7 le 2 novembre à bord de
missionde 5 iours2 heuresl5 minutes
laquelle séiournent Lebedevet Berezo(voir EI, n'24, p.25). tt9ï2 - ll0Al
voy (voir EI, n" 24, p,23). Après sa
l7 - Lancement(Vandenberg)d'un sateljonction, les paramètres de I'orbite du
lite militaire américainde reconnaiscomplexe spatial sont:353/362 km sance photographiquede la série
51,66 - 91,6 mn. Progress transporte
KH-11,aliasOPS9627(232/520km des denrées périssableset du matériel
97" - 92,1mn). Selon la revueSpaceexpérimental destinés aux deux cosmonautes. Une fois déchargé, il sera
flight (mai 1983,p.222), il serairde
forme cylindrique(hauteur: l5 m, diadécrochéle 13 décembreet détruit peu
mètre: 3 m) et pèserair13t. [t982 après selon le processus habituel.
illAl
11982- l07Al
Le Norad aurait alorsannoncé(Air et
Cosmos,n" 930,p. 57) que le sàte[ite
de la mêmesérielancéle 7 février 1980
était rentré dans I'atmosphèrele 30
octobre 1982 et que celui lancé le
3 s e p t e m b r e 1 9 8I é t a i t t o u j o u r s
opérationnel.
2 - Lancerient (URSS) de Cosmos-1419
(216/290km - 70,4"- 89,3mn) pour 18 - Lancement(URSS) de Cosmos-1421
une missionprésuméede reconnais(216/286 km - 70,4o - 89,2mn;
sance/surveillance.
Récupérél4 iours
peut-êtrepour unemismariæuvrable)
plus tard. [982 - l08AJ
sion de recoÂriaissanceTsurveillance
Basesde lancement:
photographique.Récupéré l4 jours
URSS: Plesetsk,Tyuratam-Baïkonour. l1 - Lancement(Plesetsk)de Cosmos-1420
plus tard. [982 - ll2A]
(782/820km 74" 100,8mn) pour
Kapustin Yar
Lancement(depuisla stationorbitale
une missionprésuméede télécommuE.U. : Cap Canaveral, Vandenberg,île
Saliout-7)d'un petit satellitedevant
militaires.
nications
l09A]
[982
Wallops
servir de relais aux radio-amateurs.
- Début de la cinquièmemission(STSIskra-3(350/365km - 51,6"- 91,5mn).
Japon: Kagoshima,Tanegashima
5) de la Navette spatiale américaine
A cesséd'existerle 16décembre1982.
(Centre
spatial
guyanais)
ASE : Kourou
lancéede Cap Canaveralavec,pour la
Fe82 - 33ADl
Inde: Sriharikota
Chine: Shuang Cheng Tse
ilovernbrc lrr82
ESPACEINFORMATIONNO26 - OCTOBRE1983 _ 31
Calendrier de I'espace
26 - L a n c e m e n t ( U R S S ) d ' u n n o u v e a u 29 - Lancement (URSS) de Cosmos-1427
satellite géostationnaire(35"E) de la
sérieRadouga(le 10"ou I l" ?) pour les
télécommunications.[982 - ll3A]
Décembre lqr82
- Lancement (URSS) de Cosmos-1422
(222/280 km - 72,8" - 89,5 mn;
manæuvrable)peut-être pour une mission de reconnaissance/surveillance
photographique. Récupéré l4 jours
plus tard. [982 - ll4A]
8 - Lancement (URSS) de Cosmos-1423
(408/506 km - 62,8' - 93,7 mn) peutêtre pour l'écoute électronique. [982 -
l r5Al
14 - Lancement (Plesetsk) d'un nouveau
s a t e l l i t e m é t é o r o l o s i q u eM é t é o r - 2
( 8 1 0 / 8 5 9k m - 8 1 , 2 '- - 1 0 ) m n ) , l e 9 " d e
la série. [982 - | 16A]
Le dernier exemplaire de cette série,
mis sur orbite le 25 mars 1982.était le
8" et non le 18"comme écrit parerreur
(EI, n'2a, p.27).
(460/494 km - 65,8" - 94 mn) peut-être
Dour une missionde calibrationradar.
Féwier lçr83
Its sz- tzte]
Lancement (Tanegashima)du satellite
japonais Sakura-2A, alias CS-24.
l ) u r a n t I ' r n n é c1 9 8 2 .l ' U n i o ns o v i é t i q u e
Ctst un véhicule géostationnaire( 132"
a u r a i t m i s s u r o r b i t c l l 9 v é h i c u l cssp r t Est) destiné aux télécommunications.
t i a u r ( l 0 l l a n c o m c n t s l)e, s I l t a t s - U n i s
Il est de forme cylindrique (diamètre :
e
t
l
r
t
,
l
a
p
o
n
I
(
l
8
l
c
l
a
n
c
c
r
n
c
n
t
s
)
,
22
2,2 m; hauteur: 3,3 m) et pèse 350 kg
C h i r r cL
sur orbite. Il est stabilisé par rotation
D e p u i s1 9 5 7 ,l c n o m b r et o t a l d c l a n c c et sa durée de vie théorique est de cinq
c I 5 2 9p o u r
m e n t sr é u s s i s e r a i tr o i s i nd
ans.
'197 pour
lcs
llUnion soviétiqucat rlc
Ce sont les agencesgouvernementales
U ta t s -L Jn i s .
et les sociétésjaponaises de télécommunications oui utiliseront I'essentiel
S c ' l o nu n r a p p o r td u C o n g r è sa m é r i c a i n
de sa capacité (4000 communications
(toir In.fornations F)ngins Espucc,
téléphoniquessimultanées).
n " 3 0 2 , f é v r i c r 1 9 8 3 .p . l 5 ) , o n a u r a i t
Sakura-2A est le premier satellite de
e n r c g i s t r éa, u c o u r sd e l a p é r i o d c1 9 5 7 télécommunications opérationnel du
1 9 8 0 ,7 2 ç l a n c c m c n t s p a t i a u xr é u s s i s
p o u r l e s l i t a t s - L l n i (sp o u ru n n o m b r ed c
Japon et le premier satellite opérationnel à fonctionner dans la bande 20-30
c h a r s c s u t i l c s l a n c é e sd e I 0 3 6: 5 9 0
GHz. il983 - 6Al
c i v i l c sc ' t 4 4 6 m i l i t a i r c ' se) t 1 3 3 9 p o u r
I ' U n i o n s o v i é t i q u (ep o u r u n n o m b r cd e 6 - Lancement (URSS) de Cosmos-1439
charscs utilcs lancécs dc 1 846 : 758
(t80/371 km - 70,4" - 89,1 mn;
c i v i l ô sc t I 0 8 8 m i l i t a i r c s ) .
manæuvrable)peut-êtrepour la reconnaissance/surveillancemilitaire. Récupéré 16 jours plus tard. [983 - 7A]
Janûer
lrg3
l5 - Selon certainessources(Air et Cosmos,
25 décembre 1982, p.26), lancement l2 - Lancement (Plesetsk)de Cosmos-1428
(URSS) d'un nouveau satellite de télé( 9 7 2 / l 0 1 7 k m - 8 2 , 9 ' - 1 0 4 , 7m n ) P o u r
communications de la série Molnya-2
une mission présumée de navigation
qui n'est cependantpas mentionné par
militaire. [983 - 1A]
I'Union internationale des télécommu19
Lancement (Plesetsk)par une même
nications.
fusée de huit satellites, Cosmos-1429,
(URSS)
16 Lancement
de Cosmos-1424
1430,...1436(- 1449/l 513 km - 74'(170/303 km - 64,9o - 89,2mn;
I15,3 mn) sansdoute pour les télécommanæuvrable) peut-être pour une mismunications militaires. [l983 - 24,
sion de reconnaissance/surveillance
28,...2H1
photographique. Rentré ou récupéré
- Lancement (URSS) de Cosmos-1437
20
j
o
u
r
s
p
l
u
s
43
tard. !982
llTAl
(629/678 km - 81,2" - 97,6 mn) peutêtre pour l'écouteélectronique.!983 20 (ou 2l ?) - Lancement (Vandenberg)
3Al
du satellite météorologique militaire
B l o c k 5 D 2 ( 8 1 5 / 8 2 8k m - 9 8 . 7 '- l 0 l , 3
26 - Lancement (Vandenberg) du satellite
mn). U982 - ll8Al
astronautioue IRAS (896/913 km 99,1" - 103,1mn) réalisée4 coopéra23 - Lancement (URSS) de Cosmos-1425
tion entre les Pays-Bas,les Etats-Unis
(237/374 km - 70" - 90,3 mn) peut-être
et la Grande-Bretagne (voir EI, n" 25,
pour la reconnaissance/surveillance
p.32).il983- aAl
photographique. Récupéré 14 jours
Selon la revte ldormations Engins
plus tard. [982 - I l9A]
Espace(no302, p. 18) le coût du progràmme IRAS atteindrait 180millions
28 Lancement (Baikonour) de Cosmosde dollars environ.
1426 (209/377 km - 50,6' - 90 mn;
manæuvrable)peut-être pour la recon- 27 - Lancement (URSS) de Cosmos-1438
(213/254 km - 70,4" - 88,9 mn;
naissance/surveillancephotographique et, selon Spaceflighl (uin 1983,
manæuvrable)peut-êtrepour la reconp.284), pour des activités en rapport
naissance/surveillancephotographique. Récupéré I I jours plus tard.
avec la station Saliout-7. Récupéré le
5 mars 1983. [982 - l20A]
il983 - 5Al
Lancement (Vandenberg) par la
Marine américaine d'une charge utile
alias OPS-0252(- | 050/1 170 km 63,4'- 107,5mn), sans doute destinée
à la surveillance des océans, qui se
serait scindéeen trois, quatre ou cinq
satellites.[983 - 84,...]
l0 - Lancement (URSS) de Cosmos-1440
(223/293 km - 82,3' - 89,3 mn) peutêtre oour I'observation des ressources
terreitres. Récupéré l4jours plus tard.
lle83 - eAl
l6 - Lancement (Plesetsk)de Cosmos-1441
(632/667 km - 81" - 97,5 mn) peut-être
pour l'écoute électronique. [983 l0Al
20 - Lancement (Kagoshima) du satellite
scientifique Astro-8, alias Tenma
(450/570 km - 31,5' - 94,4 mn). Il servira à l'étude des rayonnements X
émis par certainesétoiles et galaxieset
complétera la mission de Astro-A,
l a n c él e 2 l f é v r i e r 1 9 8 1 . [ 9 8 3- l l A ]
Astro-B serait le 8" satellite scientifique japonais etle 26" satellite national
(13 pour la science, l3 pour les
applications).
25 - Lancement (URSS) de Cosmos-1442
(180/364 km - 67,2' - 89,6 mn) peutêtre pour la reconnaissance/surveillance. [983 - l2A]
I:sputa lnlbrntution ss1ans pu6lication péûodique (paraissant trois fois par an) qae réalise le département Publications du CenÛe spatial de Toulouse
du CNES.
7.uri/ dt I'uhonnunant $ouscrit obligatolrement pow deux ans, soit pour six numéros) : 75 F pour la France,90 F pour l'étrunger (envoi par avion).
Tarif valable jusqu'au 3I mai 1987.
7s41s denanrlc d'uhonucntt'nt est à adresser à : CIMM - Espace Information 15, rue des Pénitents bloncs, 31000 Toulouse.
Téléphone : 61 21 5236. Joindre Ie titrc de paiement (CCP, chèque bancaire, mandat international,,,,) libellé à l'ordre de CIMM Informatique.
Exemplaire gratuit sur simple demande, Les anciens numéros d'Espace Information et des reliures sont en vente à la même adresse.
Poar loilt( uulr( Lorraslottiunc'e ,1çfi1's44 dépafement Publications du centre spatial de Toulouse, 18,avenueÉdouard-Belin,31055 Toulouse cedex.
Téléphone: 61 27 31 31.
Les srticles et les schémas d'Espace Information ne peavent être reproduits sans autoûsation préalable da département Publications.
I M P R I M E R I ED U S U D , 2 4 , r u e N é g r e n e y s- 3 1 2 0 0T O U L O U S E-
D é p ô t l é g a l n o 1 9 6 5-
N o v e m b r e1 9 8 3
pour comprendre le monde de I'espace
peutil
Pourquoi
urJ
asfron"aufu
a
manJipufer de très lottr:des clarge.s ?
UX yeux de certains, I'espace
appamftparfoiscomme un milieu
presqueumagiquer, aux proprié
tés exceptionnelles.
Et les apparencesleur donnent un
peu raison: I'impesanteurest un phénomène troublant et le fait que les objets
gravitant autour de la Terre semblent
perdreleur poidstient du prodige!llest
exact que dans un vaisseauspatialplus
rien ne utombe Dau sens terrestre: les
objets et les hommes, frappés d'un
immobilisme relatif,sont incapablesde
rejoindre normalement le uplancher,;
leur poids - comme par enchantementsemble avoir disparu...
Pour un peu, on ne s'étonneraitdonc
qu à moitié de voir ces hardis cosmo
nautes - tel I'Atlas de la mythologie manipuler allègrement de volumineux
satellites de plus d'une demi-tonne!
Mais par quel * miracle, I'espace
métamorphoset-il tout cosmonaute en
véritable Superman ?
Compenser le poids !
ll en résulte que le vaisseauspatial
uflotte u dans I'espace de même que
Dans les exemples choisis (radeau, I'astronautequi vient d en sortir et que
wagon,Algéco, etc.), le poids se trouve le satellitequ'il se prépare à récupérer
compensépar une autreforce (poussée (... à condition de trouver un point
d'fuchimède, réaction du sol, tension d'appui!).
du câble, etc.): I'objet qu'on souhaite
Ce qui revientà dire que I'astronaute
déplacerest en équilibre(statique).Une
poussée,plus ou moins importante,suf' se trouve désormaisen mesured'effectuer dans les trois dimensions ce que,
fit à le mettre en mouvement.
sur Tene, il ne peut généralemententreDans I'espace,du point de vue des prendreque selonlesdeuxdimensions
passagersd'un vaisseauspatial,on est du plan horizontal: déplacer de très
égalementen présenced'une compen- lourdes charges.
sation du poids, mais de nature difféL'espace ne rend pas notre astrorente : ici, c'est la célèbre uforce
plus fort, il élargitsimplementses
naute
centrifuge, qui est responsablede
l'équilibre(dynamique).
Terre: travail en piscine, manipulation
de charges soutenues par un ballon
dhélium. etc.
L'inertie de toute chose..,
Soulever ou déplacer ?
Sur Terre, chaque objet possèdeson
propre poids. On désignepar là la force
attractive que la Terre exerce sur lui
(c'est la mânifestationdu phénomène
de gravitation).
Souleverun objet reposantsur le sol
revient à vaincre cette attraction.à développer une force supérieureau poids de
I'objet. Mais la force musculaire de
I'Homme a ses limiteset la plupartd'entre nous sont incapablesde souleverun
adolescentde cinquantekilogrammes...
Par contre, plaçons-endix, et même
vingt, sur un radeauflottant sur un lac:
un enfant poulra les éloigner (*) du
bord ! De même, quelquesadultespeuvent ébranler un wagon de plusieurs
tonnes...
Pourquoicettedifférence? Parcequ'il
ne s'agit plus, ici, de lever(c'est-à-dire
d'éloignerdu sol) mais de déplacer,de
faire glisser parallèlementau sol. Et, en
ce domaine, la performancesera d'autant plus spectaculairequ'on parviendra
à diminuer les frotte4nentsentre I'objet
et son support.(Les Egyptiensde I'Antiquité I'avaientbien compris: c'est sur
des rondins de bois que les esclaves
affectésà la constructiondespyramides
pharaoniquesfaisaientavancerles mas.
sifs blocs de pierre...)
SATELLITE
500kg
Dès qu'on tente de soulever une lourde
charge, I'effort à déployer excède les capacités physiques de l'homme.
Par contre, ci-dessous, le poids est compensé
en permanence; le satellite est en équilibre
(statique): on peut le mettre en mouvement...
C'est une situation analogueque connaîtI'as'
trcnaute qui travaille en impesanteur. (Dessins EDl,/El)
f---ù
,-\-Y-)
Dans tous les cas, I'effort à déployer
pour déplacerun objet en équilibre(sta'
tique ou dynamique) dépend de sa
masse, c'est-à.direde la quantité de
matière qu'il contient. A toute force
appliquée,il opposeraune cerLaineinertie (grandeur qui mesure sa ,,tendanceu à demeurerdans le même état
de mouvement): s'il est immobile, il
opposera une certaine résistanceà sa
mise en mouvement;s'il est en mouvement, il opposera une résistance au
changement de son mouvement ou à
sa mise au repos.
Point impoftant; même lorsque le
poids d'un objet est compensé, I'influencede sa massesubsiste...ll est toujours plus difficile de déplacer une
massede 10 kg qu'unemassede 10 g !
Par conséquent,c'est un effort comparablequ'il faudra o(ercer pour manipuler un satellite de 500 kg, que ce
satellitesoit en orbite autour de la Terre
ou qu'il se trouve à la surface de la
Terre, reposant sur un radeau ou suspendu à un ballon...
Ce n est pas sans difficultés,certes,
mais c'est bien moins dur que de le porI
ter !
SATELLITE
500kg
F
I
(*) Conditionindispensablepour réussir: disposer
d'un solide point d'appui. En effet, que l'enfant
c h a u s s ed e s p a t i n sà r o u l e t t e sq, u ' i l s ' i n s t a l l eà s o n
t o u r s u r u n r a d e a uo u q u e l e s o l s o i tv e r g l a c é :c ' e s t
l u i q u i s ' é l o i g n e r ad u r a d e a uq u ' i l s e p r o p o s a i d
te
d é o l a c e Ir
C ' e s td ' a i l l e u r sl à t o u t e l a d i f f i c u l t éd u t r a v a i l d a n s
l ' e s p a c e :t r o u v e r u n p o i n t d ' a p p u i . L ' a s t r o n a u t e
y
p a r v i e n ts o i t e n é t a n t s o l i d a i r ed e s o n v é h i c u l es p a t i a l , s o i t e n s ' a i d a n i d ' u n s y s t è m ep r o p u l s i f( t y p e
MMU),
24 - ESPACE
NO38 . FËVRIER
1988
INFORMATION
-:== -PossrBLEI..
y/
Couverfurede I'affichette: le 12 nouembrel9U,
l'astronauteaméricain Allen ilocède aubasculement à l'inùirteur de la soutede I'orbiteur de
la Nauûe spatiale, du salellite Palapa 82 qui
sera ramené au æ[ (Dessin EDI d'afres phôto
/YA9Cl
Capture d'un satellite!
Le 14 novemore 1984, I'orbiteur Discoverys'approche du
satelliteWestar-6qui gravite depuis neuf mois sur une ( mau.
vaise , orbite : il s'agit de le récupérer et de le rapporter au sol
en vue d'un nouveau lancement.
Solidement installé à I'extrémité du bras manipulateur de
Discovery,Allen saisit le satelliteque Cardner est'allérechercher. Et c'est uavec les mains u qu'il va faire basculer dans la
soute ce satellited'environ une'demi-tonne!
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EspaceInformation N°26

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