Agence spatiale canadienne
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Travailler avec une combinaison spatiale
Entrer et sortir du sas
Le sas est cette chambre de transition cylindrique entre l'intérieur d'un orbiteur (ou d'une station spatiale) et l'extérieur.
La pression dans le sas est variable et peut, sur demande, correspondre à celle qui existe à l'intérieur ou à l'extérieur. Sans un sas, ouvrir l'écoutille (la porte extérieure) d'un orbiteur le viderait en quelques secondes de son atmosphère et aspirerait dans le vide tout ce qui s'y trouve et qui n'est pas ancré.
Dans le cas de la navette spatiale, le sas relie le pont intermédiaire de la cabine à la soute dans laquelle on transporte la charge utile, comme les satellites devant être mis en orbite. La soute n'est pas pressurisée et ses deux grandes portes, sur le dos de l'orbiteur, s'ouvrent directement sur l'espace.
L'astronaute qui a complété la phase de respiration préliminaire d'oxygène pur et qui a enfilé son sous-vêtement à absorption maximale passe dans le sas où il termine de mettre sa combinaison.
Une fois que le casque et les gants sont en place et verrouillés, la pression interne de la combinaison est élevée légèrement au-dessus de celle qui existe dans le sas (à ce stade-ci, la pression du sas correspond toujours à celle de la cabine, soit environ 101 kPa).
Cette différence de pression permet de déceler des fuites potentielles dans la combinaison. Si aucune fuite n'est détectée, la combinaison se dépressurise automatiquement à sa pression d'utilisation, soit 29,6 kPa. Pendant ce temps, l'écoutille intérieure du sas est fermée et ce dernier est entièrement dépressurisé.
Avant que l'écoutille extérieure soit ouverte, de façon à éviter de partir accidentellement à la dérive, l'astronaute relie sa combinaison à l'intérieur du sas à l'aide d'une laisse de sécurité. Si deux astronautes s'apprêtent à sortir, l'un d'eux relie sa laisse au sas et l'autre relie la sienne à la combinaison du premier.
Ensuite, l'écoutille extérieure est ouverte. L'astronaute se penche par l'ouverture et attache une deuxième laisse à un filin monté à l'extérieur. S'ils sont plusieurs astronautes, le premier en ligne pour sortir relie aussi la seconde laisse de ses coéquipiers au filin. Une fois que cette opération est complétée et que la combinaison de chacun est solidement attachée à l'extérieur, les laisses les reliant à l'intérieur du sas sont détachées. Les astronautes peuvent sortir et commencer leurs activités extravéhiculaires.
Résistance au mouvement
L'absence d'atmosphère à l'extérieur de la combinaison devrait en théorie faciliter les mouvements de l'astronaute. En effet, ce dernier n'a pas, comme sur Terre, à vaincre la résistance de l'air ambiant lors du déplacement d'un de ses membres.
Toutefois, la présence d'une atmosphère à l'intérieur de la combinaison vient partiellement contrecarrer cet avantage. Tout d'abord, en dépit de la pression relativement basse qui est volontairement maintenue dans la combinaison, cette dernière demeure tout de même légèrement rigide, ce qui a pour effet de contraindre les mouvements.
Ensuite, puisque la combinaison ne fait pas corps avec l'astronaute et que celui-ci y « flotte » en quelque sorte, ses mouvements entraînent des déplacements de gaz qui les rendent moins efficaces. De plus, comme nous le verrons dans la prochaine section, le travail dans l'espace reste ardu à cause, notamment, de l'absence de friction et de gravité.
La gravité
Même si l'absence de gravité permet à l'astronaute de supporter le poids de sa combinaison, cet état rend complexes ou inefficaces la plupart des mêmes gestes que l'on pose sur Terre. Pour comprendre, il faut nous référer à une loi élémentaire de physique énoncée par Newton : la troisième loi du mouvement ou le principe d'interaction. Selon cette loi, tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale et de sens opposé exercée par le corps B.
On illustre aussi cette loi par l'expression courante que voici : pour toute action, il existe une réaction égale et opposée.
Concrètement, pour notre astronaute, ceci veut dire que lorsqu'il exerce une force sur un objet dans l'espace, l'objet sera bel et bien propulsé dans la direction vers laquelle cette force est appliquée.
Le problème, c'est que l'astronaute sera lui aussi propulsé, mais dans le sens opposé. En pratique, tenter de serrer un boulon sur un gros objet aura pour résultat que l'astronaute risque de se mettre à tourner autour du boulon, dans le sens inverse à la force qu'il applique!
Mais qu'est-ce qui fait que, sur Terre, nous pouvons accomplir ces mêmes gestes sans problème? Pour répondre à cette question, il nous faut encore une fois faire intervenir Newton et comprendre la première loi du mouvement ou le principe de l'inertie (inspirée de Galilée).
Selon ce principe, un corps pesant conserve son état de mouvement ou de repos en l'absence d'une force extérieure.
En fait, on considère l'inertie comme étant la propriété des objets pesants de résister aux mouvements qu'on leur impose. Plus un objet est massif, plus son inertie est grande.
Sur Terre, grâce à la gravité qui fait en sorte que nous avons les pieds bien fermement plantés sur le sol (ils ne sont pas ancrés au sol, mais c'est tout comme), l'inertie de toute la planète s'ajoute à celle de notre corps lorsque, par exemple, nous soulevons un objet.
Donc, lorsque vous levez de lourds haltères à bout de bras, que se passe-t-il exactement? Selon la troisième loi de Newton, les haltères vous opposent une force qui, par le biais de vos jambes, est aussi opposée à la planète tout entière. Cette force est bien réelle et, en théorie, devrait faire se déplacer la Terre légèrement vers le bas. Mais, étant donné la première loi, l'inertie de notre planète est tellement grande que la force de résistance au mouvement qu'elle oppose aux haltères fait en sorte qu'elle ne bouge pas.
Dans l'espace, l'astronaute n'a pas de planète sous les pieds pour l'aider à poser les gestes les plus simples. Il y a cependant des objets massifs dont il peut se servir pour accroître son inertie et celle de la combinaison : un orbiteur ou une station spatiale. Pour vaquer à ses activités extravéhiculaires, l'astronaute doit presque toujours être fermement ancré sur la navette ou la station spatiale à l'aide d'étriers.
Mouvements et travail avec le bras canadien (Canadarm)
Le bras robotique canadien, aussi appelé télémanipulateur, a pour fonction d'assister les astronautes lors de la manipulation et du positionnement de charges importantes comme les satellites ou les sections de la Station spatiale internationale (ISS) pendant sa construction. Le bras robotique existe en deux versions : le Canadarm, qui est monté à l'intérieur de la soute des navettes spatiales, et son nouveau grand frère, le Canadarm2, qui est installé en permanence sur la plateforme de l'ISS. Le Canadarm possède six degrés de liberté, c'est-à-dire six joints lui permettant presque de s'articuler comme un bras humain. Pour sa part, le Canadarm2 en possède sept, ce qui lui permet encore plus de flexibilité qu'un bras humain.
Puisqu'il est difficile pour les astronautes de se déplacer d'un point à un autre dans l'espace, on utilise parfois le bras robotisé pour les positionner exactement là où ils doivent travailler.
