Re: A propos d'un voyage vers Mars.

[Thierz]

Merci les amis pour vos explications. Tout ceci coule tellement de source, une fois expliqué, qu'on se sent un peu bête d'avoir posé la question, mais bon :D

Il va donc falloir réfléchir à un moyen pratique de faire prendre aux joyeux hamsters dans la roue la vitesse tangentielle souhaitée. Pour ceci, j'ai dans la tête une idée simple, élégante et fun, dites-moi ce que vous en pensez : avec une entrée dans le cylindre par le moyeu, prendre un toboggan en forme de yin-yang.  Le début du toboggan se fait donc assis, les jambes repliées à 90° devant soi et LA TÊTE POINTÉE VERS L'ENDROIT OÙ ABOUTIT LE TOBOGGAN SUR LE PLANCHER. Le toboggan est solidaire du cylindre en rotation. Avec une petite impulsion du passager en sens inverse de la rotation, l'action du toboggan est donc de le pousser légèrement vers le haut, qui est le bas si on se positionne au "sol" au pied du toboggan. Ce petit déplacement radial est converti pendant toute la glissade en mouvement tangentiel, l'astronaute fait une rotation à 180° autour de son propre axe parallèle à celui du cylindre, et quand il atteint le sol, il est donc assis par terre, la tête vers le moyeu. Il a atteint la vitesse du plancher. Je vous fais parvenir un croquis quand j'ai un ordinateur sous la main.

Tout ça me paraît plus soft qu'attraper une échelle et se cramponner aux barreaux, le début doit donner le tournis et implique un risque de chute. Une telle chute n'est pas grave pour le contact avec le sol, car on n'a pas atteint une vitesse radiale dangereuse, par contre le choc avec un objet solidaire du plancher ne doit pas faire du bien, on se prend sa vitesse horizontale de plein fouet.

Edit : chose promise... Départ en d, arrivée en c. Le cylindre ici tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

[Craps]

Bonsoir,

Et si l'astronaute saute en l'air ?

N'étant plus en contact avec la paroi, il n'est plus soumis à la force centrifuge. 
Rien ne va le faire 'retomber' sur la paroi d'où il est parti. 
Il va flotter un certain temps dans l'espace annulaire, sur une trajectoire combinant sa vitesse tangentielle initiale avec la vitesse et direction de son saut. 
Et il va finir par se cogner quelque part...

Bonjour, 
Un bon conseil : Réfléchissez bien aux remarques de Phenix et Fanch5629. Dîtes-vous bien que notre intuition est souvent prise en défaut par les lois de la Nature.
Ces lois, en l'occurrence, sont celles de Newton et si on ne sait pas les appliquer, on peut être sûr d'être dans l'erreur. Vous vous trompez car vous n'appliquez pas ces lois et ce sont ces lois qui ont raison.
Cordialement.

bonjour,
Je ne vois rien de faux dans ce l'explication de Gipeca!!!
Sauf le il va se cogner quelque part qui dans le cas exposé (un cylindre de grand diamètre) il ne va pas "se cogner quelque part" mais retomber sur ses pieds a peu prés d'ou il a pris son impulsion.

[Craps]

Bonsoir,

Et si l'astronaute saute en l'air ?

N'étant plus en contact avec la paroi, il n'est plus soumis à la force centrifuge. 
Rien ne va le faire 'retomber' sur la paroi d'où il est parti. 
Il va flotter un certain temps dans l'espace annulaire, sur une trajectoire combinant sa vitesse tangentielle initiale avec la vitesse et direction de son saut. 
Et il va finir par se cogner quelque part...

Bonjour, 
Un bon conseil : Réfléchissez bien aux remarques de Phenix et Fanch5629. Dîtes-vous bien que notre intuition est souvent prise en défaut par les lois de la Nature.
Ces lois, en l'occurrence, sont celles de Newton et si on ne sait pas les appliquer, on peut être sûr d'être dans l'erreur. Vous vous trompez car vous n'appliquez pas ces lois et ce sont ces lois qui ont raison.
Cordialement.

@ Aldebaran
Bonjour Aldebaran.
Il n'y a rien de faux dans l'explication de gipeca!
Pour l'exprimer autrement: une fois que ses pieds ont quitté le planché du cylindre en effet il n'est plus soumis à aucune force, il va donc poursuivre un mouvement rectiligne et uniforme (loi de l'inertie de gallilée) selon un vecteur vitesse qui sera la somme vectorielle du vecteur vitesse tangentiel au cylindre (selon la vitesse de rotation) et du vecteur vitesse créé par son impulsion, il ira donc rejoindre le plancher du cylindre.
Dans le cas présent, avec un cylindre de grand diamètre (20m) il ne va pas se "cogner quelque part" mais ses pieds vont revenir en contact avec "le plancher du cylindre" a peu près à l'endroit d'où il a pris l'impulsion, donc pour un observateur placé près de lui sur le plancher du cylindre: il a sauté sur place. 
Bien à vous.
 PS: désolé, j'ai posté 2 fois à peu près le même message et je n'ai pas su supprimer le premier. :oops:

[Gipeca]

Et s'il lâche son stylo, celui-ci ne va pas tomber !

[Thierz]

Et s'il lâche son stylo, celui-ci ne va pas tomber !

Si car le stylo est soumis comme lui à une vitesse tangentielle qui va le faire rentrer en contact avec la paroi.
Si on reprend le dessin donné plus haut :

• Le stylo est laché environ au sommet du "1" bleu ;
  
• Sa vitesse tangentielle le fait partir à l'horizontale, il rencontre le cylindre là où il y a un rayon oblique qui croise le bord du cylindre ;
  
• Mais comme entre-temps le cylindre a tourné, le pied du "1" bleu est arrivé à ce même endroit. Du point de vue du "1" bleu, le stylo est bien tombé verticalement à ses pieds.
  

Sur un dessin à plat comme celui-ci, il faut penser aux deux dimensions spatiales x et y, ainsi qu'à la dimension temps.

[Giwa]

Et s'il lâche son stylo, celui-ci ne va pas tomber !

Effectivement ce stylo l’accompagnera dans son mouvement par rapport à la paroi du vaisseau tant qu’il n’aura pas repris contact avec celle-ci. Après ce contact son stylo lui semblera tomber avant qu’il ne touche la paroi à son tour.
Le problème, c’est que une force centrifuge ne correspond pas comme une force gravitationnelle à un champ de force . Pour ressentir cette pesanteur artificielle, il doit y avoir contact avec la paroi en rotation et être entraîné par celle-ci. Ce que ressent alors la personne, c’est une force de contact, centripète.

[Thierz]

J'ai vraiment hâte qu'on envoie un tel dispositif dans l'espace. Ce qui est problématique c'est l'encombrement au lancement si on doit le lancer d'une seule pièce, ou l'étanchéité du montage si on l'envoie en plusieurs pièces. Bref, tous ceux qui pensent que "c'est pas la taille qui compte" se trompent, ici, c'est justement ça qui est problématique :D

[Giwa]

Et s'il lâche son stylo, celui-ci ne va pas tomber !

Si car le stylo est soumis comme lui à une vitesse tangentielle qui va le faire rentrer en contact avec la paroi.
Si on reprend le dessin donné plus haut :

• Le stylo est laché environ au sommet du "1" bleu ;
  
• Sa vitesse tangentielle le fait partir à l'horizontale, il rencontre le cylindre là où il y a un rayon oblique qui croise le bord du cylindre ;
  
• Mais comme entre-temps le cylindre a tourné, le pied du "1" bleu est arrivé à ce même endroit. Du point de vue du "1" bleu, le stylo est bien tombé verticalement à ses pieds.
  

Sur un dessin à plat comme celui-ci, il faut penser aux deux dimensions spatiales x et y, ainsi qu'à la dimension temps.

J’avais entre temps posté.
Ce n’est pas contradictoire car j’avais envisagé en premier le cas où lors d’un saut , la personne n’est plus en contact avec la paroi. Mais après la reprise de contact, cela se passe comme tu le dis.

[Fanch5629]

La description de Thierz est celle d'un observateur extérieur, qui ne tourne pas. Il n'a pas besoin de faire appel à la force centrifuge pour analyser ce qui se passe.

L'astronaute, qui tourne avec la roue, a besoin lui d'introduire la notion de force centrifuge pour justifier la chute du stylo.

Ce qui montre bien le côté fictif de cette force centrifuge, qui existe ou n'existe pas, suivant le point de vue que l'on adopte pour décrire les événements.

L'observateur fixe dit : le stylo va tout droit. L'observateur tournant dit : le stylo tombe.

[Thierz]

Giwa je ne sais pas ce que tu veux dire dans tes deux derniers messages par "après la reprise du contact".

[Giwa]

Giwa je ne sais pas ce que tu veux dire dans tes deux derniers messages par "après la reprise du contact".

On avait envisagé le cas où le passager quitte la paroi en sautant. Lors de ce bond il n’est plus en contact avec celle-ci et s’il lache un stylo, celui-ci l’accompagnera tant qu’il n’aura pas repris contact avec ses pieds avec la paroi. Après ce premier contact le stylo lui semblera tomber à ses pieds avant de toucher à son tour la paroi.

[Thierz]

En réponse à la remarque première d'aldebaran, en effet le différentiel de poids entre le haut et le bas du corps pose un problème. On peut le résoudre en rallongeant le rayon. Devant l'impossibilité d'avoir une structure trop grande, je crois me rappeler qu'Argyre propose de remplacer le fameux tore énorme par deux capsules ou modules reliés par un câble, et mis en rotation autour du centre de ce câble.

Mettre en place cette rotation tout en navigant sur un cap précis sera plus facile si l'axe de rotation suit le cap, mais même ainsi, les impulsions moteur pour la démarrer devront être faites très précisément, que ce soit en termes de timing ou de direction. Rien que la tension du câble sera délicate pour éviter les rebonds. Il faut vraiment que les deux vaisseaux soient en harmonie. Beau challenge technique pour garantir les alignements :-)

[Fanch5629]

En 1966, la mission Gemini XI a tenté l'expérience (capsule reliée à une fusée Agena via un câble de 30 m).

[Craps]

Merci les amis pour vos explications. Tout ceci coule tellement de source, une fois expliqué, qu'on se sent un peu bête d'avoir posé la question, mais bon :D

Il va donc falloir réfléchir à un moyen pratique de faire prendre aux joyeux hamsters dans la roue la vitesse tangentielle souhaitée. Pour ceci, j'ai dans la tête une idée simple, élégante et fun, dites-moi ce que vous en pensez : avec une entrée dans le cylindre par le moyeu, prendre un toboggan en forme de yin-yang.  Le début du toboggan se fait donc assis, les jambes repliées à 90° devant soi et LA TÊTE POINTÉE VERS L'ENDROIT OÙ ABOUTIT LE TOBOGGAN SUR LE PLANCHER. Le toboggan est solidaire du cylindre en rotation. Avec une petite impulsion du passager en sens inverse de la rotation, l'action du toboggan est donc de le pousser légèrement vers le haut, qui est le bas si on se positionne au "sol" au pied du toboggan. Ce petit déplacement radial est converti pendant toute la glissade en mouvement tangentiel, l'astronaute fait une rotation à 180° autour de son propre axe parallèle à celui du cylindre, et quand il atteint le sol, il est donc assis par terre, la tête vers le moyeu. Il a atteint la vitesse du plancher. Je vous fais parvenir un croquis quand j'ai un ordinateur sous la main.

Tout ça me paraît plus soft qu'attraper une échelle et se cramponner aux barreaux, le début doit donner le tournis et implique un risque de chute. Une telle chute n'est pas grave pour le contact avec le sol, car on n'a pas atteint une vitesse radiale dangereuse, par contre le choc avec un objet solidaire du plancher ne doit pas faire du bien, on se prend sa vitesse horizontale de plein fouet.

Edit : chose promise... Départ en d, arrivée en c.

Ouhlala!!
Excuse moi de te contredire, mais tu te complique inutilement la vie!
La solution de l'échelle est très bien et ne présente aucun risque de chute. C'est même moins dangereux que de descendre une échelle sur terre car tu ne peux pas chuter.
Je me lance:
Au départ tu es immobile au centre (tu vois le cylindre tourner autour de toi) tu vas saisir le premier bareau qui va t'entrainer en rotation ( le plus dur est fait, si tu lâche le bareau tu tourne sur toi même et tu vois la pièce immobile autour de toi). Tu vas ensuite commencé ta descente, à chaque fois que tu vas descendre un barreau,tu vas être poussé par l'échelle et tu vas gagner en vitesse tangentielle (ta trajectoire pour un observateur extérieur sera une spirale et ta vitesse augmentera augmentant ainsi  Ton "poids artificiel" progressivement) jusqu'à ce que tu viennes rejoindre tranquillement le sol du cylindre ou tu pourras marcher tranquillement. 
Tu ne risque pas la chute car si tu lâche l'échelle ,disons en son milieu, comme expliqué dans les messages plus haut, n'étant soumis à aucune force, tu vas décrire  un mouvement rectiligne uniforme selon un vecteur vitesse égale à la vitesse tangentielle du barreau de l'échelle que tu as lâché (au moment ou tu l'as lâché), tu devrais donc aller rejoindre le sol du cylindre à cette vitesse, mais tu sera rejoint dans ta trajectoire par le bareau inférieur de l'échelle qui a une vitesse tangentielle supérieure: donc pas de risque de "chute".
Cette manœuvre est visible dans certains film de SF ou l'on voit que ça se passe très bien. Je ne me rappelle plus le où lesquels, "seul sur mars"je crois...

[Giwa]

En réponse à la remarque première d'aldebaran, en effet le différentiel de poids entre le haut et le bas du corps pose un problème. On peut le résoudre en rallongeant le rayon. Devant l'impossibilité d'avoir une structure trop grande, je crois me rappeler qu'Argyre propose de remplacer le fameux tore énorme par deux capsules ou modules reliés par un câble, et mis en rotation autour du centre de ce câble.

Mettre en place cette rotation tout en navigant sur un cap précis sera plus facile si l'axe de rotation suit le cap, mais même ainsi, les impulsions moteur pour la démarrer devront être faites très précisément, que ce soit en termes de timing ou de direction. Rien que la tension du câble sera délicate pour éviter les rebonds. Il faut vraiment que les deux vaisseaux soient en harmonie. Beau challenge technique pour garantir les alignements :-)

Effectivement on en avait déjà discuté, voir : Gravité artificielle grâce à la force centrifuge

[Thierz]

Ouhlala!!
Excuse moi de te contredire, mais tu te complique inutilement la vie!
La solution de l'échelle est très bien et ne présente aucun risque de chute. C'est même moins dangereux que de descendre une échelle sur terre car tu ne peux pas chuter.

Plus le rayon du cylindre est faible, plus la vitesse de rotation doit être élevée. Je pensais initialement que le début de l'échelle ne devait pas être si évident que ça. Mais bon, c'est vrai qu'en reprenant les valeurs d'aldebaran en début de fil, 2,19 tours/minute ça fait une rotation de 13° par seconde, ça doit être gérable en effet. N'empêche, j'aime l'élégance de cette solution toboggan yin-yang :D

[Craps]

r Pour le stylo, c'est le même raisonnement, quand tu le lâche, n'étant soumis à aucune force, il décrit un mouvement rectiligne et uniforme (vecteur vitesse tangentiel à la trajectoire qu'il décrivait quand l'astronaute l'a lâché) jusqu'à aller rejoindre l sol du cylindre: ou ça? Ben si e cylindre et assez grand, AU PIEDS DE L'ASTRONAUTE. Donc pour lui le stylo ai tout bêtement tombé. 
Vous avez entièrement raison sur le problème de la taille du cylindre, plus il est grand en diamètre plus la pesanteur artificielle y sera "fidelle". Dans le cas de "la chute du stylo" si le diamètre du cylindre n'est pas très grande, le stylo ne finira pas sur les pieds, mais sur les genou (ou le ventre si diamètre plus petit encore). 
La taille du cylindre est primordiale d'ou la grande difficulté de construire un tel vaisseau. Pour le système avec cabe c'est ingénieux, mais pas simple à mettre en œuvre, je présume.

[phenix]

Autre cas intéressant.  L astronaute lance sont stylo a une vitesse égal a la vitesse tangentielle mais dans la direction oppose. On considère que le stylo es aerodynamiquement parfait ou qu' il y a le vide dans le vaisseau. D un points de vu extérieur le stylo sera parfaitement immobile pendant que le vaisseau tourne. L astronaute lui vera le stylo  voler en restant toujours a la même hauteur par rapport au plancher  (la hauteur de sa main au moment du lâcher ) puis devra se retourne pour le récupérer quand il arrivera de l autre coté . L astronaute pourra même dire que le stylo est en orbite autour du moyeu de la roue (en faite on devrais  plutôt dire qu' il est en orbite autour du plancher qui lui est circulaire ).

[Invité]

La description de Thierz est celle d'un observateur extérieur, qui ne tourne pas. Il n'a pas besoin de faire appel à la force centrifuge pour analyser ce qui se passe.

L'astronaute, qui tourne avec la roue, a besoin lui d'introduire la notion de force centrifuge pour justifier la chute du stylo.

Ce qui montre bien le côté fictif de cette force centrifuge, qui existe ou n'existe pas, suivant le point de vue que l'on adopte pour décrire les événements.

L'observateur fixe dit : le stylo va tout droit. L'observateur tournant dit : le stylo tombe.

Bonjour,
Tout à fait d'accord ! A une nuance près :
C'est analogue au passager d'un train qui laisse tomber son stylo alors qu'il est debout dans le couloir par exemple.
Pour lui, son stylo tombe verticalement alors que pour un observateur sur la voie, ce stylo décrit une parabole.
Pour l'astronaute dans sa roue, la chute du stylo s'explique par le concept d'accélération alors que pour le passager du train cette chute est due à un champ de gravitation. Et on rejoint ainsi le "Principe d'équivalence" d'Einstein : "Tout champ de gravitation est localement équivalent à un champ d'accélération". 
Quant à l'expres​sion(force centrifuge): F = mω²r, elle a bel et bien la dimension d'une force MLT^{-2 .}

[Craps]

Aldebaran, ta question initiale porte sur les conséquence physiologiques à long terme du gradient de pesanteur sur la circulation sanguine.

Les conséquences de l'insuffisance veineuse au niveau des jambes sont bien connues, surtout par les personnes qui commencent à prendre de l'age, en particulier les femmes. 

Pour des sujets encore assez jeunes, astreints à une discipline sportive sérieuse et portant des bas de contention, la probabilité de développer une pathologie veineuse en quelques mois doit être assez faible, surtout si la gravité artificielle est réglée pour être comparable à celle de Mars.

Cela dit, on peut s'interroger sur la nécessité de cette gravité artificielle en regard de la complexité technique inhérente, alors que la micropesanteur semble assez bien tolérée sur des périodes assez longues par des individus sains. Peggy Whitson semble encore en pleine forme.

Bonjour,
Voici une image de Pesquet au sol après 6 mois en apesanteur. Il a été bel et bien aidé. Il n'y aurait eu personne pour l'accueillir sur Mars.
Cela dit, ainsi que je l'ai déjà précisé, j'ignore si ma remarque revêt un quelconque intérêt et vos réponses m'aident beaucoup à me faire une opinion. Merci à tous....
Cordialement.

Je crois me rappeler d'une interview de Thomas Pesquet ou il expliqué qu'il avait été aidé à la descente mais qu'il aurait pu marcher seul et qu'il marchait presque normalement le lendemain (à confirmer car je cite de mémoire )
J'ai également une petite question ,on est habitué à voir ces images de "prise en charge" en fauteuil des astronautes à la sortie du soyouz, mais qu'en était il à la sortie de la navette?
Merci d'avance pour vos réponses.

[Wakka]

J'ai également une petite question ,on est habitué à voir ces images de "prise en charge" en fauteuil des astronautes à la sortie du soyouz, mais qu'en était il à la sortie de la navette?
Merci d'avance pour vos réponses.

Je me souviens très bien qu'ils descendaient l'escalier tout à fait normalement.

[Invité]

J'ai également une petite question ,on est habitué à voir ces images de "prise en charge" en fauteuil des astronautes à la sortie du soyouz, mais qu'en était il à la sortie de la navette?
Merci d'avance pour vos réponses.

Je me souviens très bien qu'ils descendaient l'escalier tout à fait normalement.

Bonjour,
Oui lorsqu'il s'agissait seulement d'une mission de quelques jours (réparation de Hubble par exemple) et non de plusieurs mois 
Il me semble en effet évident que le moyen employé pour quitter l'orbite n'a rien à voir avec l'état des astronautes redescendus sur Terre. Cet état ne dépend que de la durée du séjour en apesanteur.
Disons seulement que le retour éventuel en navette des astronautes apparaît plus confortable que tassés dans une boule d'acier, laquelle, il faut bien le reconnaître, est efficace bien qu'acrobatique.

[Wakka]

Je n'ai pas souvenir d'aide à la descente d'une navette. Quelqu'un peut-il confirmer que le retour des vols de longue durée se faisaient uniquement par une Soyouz, alors ? :scratch:

[Giwa]

Le problème du retour à la pesanteur se pose désormais dès la rentrée atmosphérique. Certes les astronautes sont alors allongés, mais ils doivent encaisser pas mal de G.
Après le landing, comme il n’y a pas de comité d’accueil à faire patienter, ils peuvent rester allongés, le temps nécessaire, puis se relever progressivement pour éviter les étourdissements, et commencer leurs activités lentement. De plus la pesanteur martienne n’est que le tiers de celle de la Terre, ce qui doit aider cette reprise

[Thierz]

Quelqu'un peut-il confirmer que le retour des vols de longue durée se faisaient uniquement par une Soyouz, alors ? :scratch:

Leopold Eyharts était rentré en navette d'une mission de 48 jours.

[Maurice]

Un astronaute de retour de mission même de 6 mois reste capable de marcher sur terre, ils ont certes de la rééducation mais pas dans le sens où on l'entend quand on pense par exemple à une personne en fauteuil qui doit réapprendre à marcher suite à un accident.
Mais il faut voir que le retour en capsule soyuz est assez violent, ils prennent des G alors qu'ils ont été pendant des semaines ou mois en 0G et l'impact au sol malgré le parachute et les rétrofusées reste violent. Le retour en navette était lui bien plus cool, donc forcément après cela descendre par l'escalier sur ses pieds est bien plus simple que de s'extraire d'une capsule.
Il faudra voir avec quoi les premiers explorateurs se poseront sur Mars, mais la gravité réduite devrait effectivement largement favoriser leur réadaptation en douceur.