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Une fabuleuse conférence donnée aux élèves de secondaire de concentration sciences sur le programme canadien de sciences en microgravité.
Pour en savoir plus, lisez ce qui suit!
LA MICROGRAVITÉ?
Le caractère unique de la microgravité
La microgravité présente des caractéristiques uniques. On obtient l'état de microgravité en plaçant des objets en chute libre. Littéralement, la chute libre signifie que le mouvement d'un objet vers le bas est libre, c'est-à-dire que rien ne s'oppose à sa chute.
Sur Terre, le sol annule ce mouvement. Lorsqu'un parachutiste saute, sa chute est contrariée par la résistance de l'air sur son corps. La résistance de l'air n'empêche pas une chute, mais elle la ralentit. Cette résistance s'exerce même en orbite. L'air y est quand même présent, mais en très faible quantité. Le degré d'inhibition de la pesanteur, ou la qualité de l'état de microgravité obtenu, est fonction du degré avec lequel les forces qui s'opposent à une chute sont éliminées. Si ces forces étaient éliminées complètement, vous seriez en état d'impesanteur parfaite. Dans le cas de la chute libre ou de la microgravité, les forces de résistance sont infimes.
La réduction ou l'absence de ces forces de résistance a des effets internes et externes sur vous ainsi que des conséquences importantes. La pesanteur et les forces de résistance agissent sur l'extérieur de votre corps.
Sur Terre, la pesanteur intervient uniformément sur l'ensemble de votre corps, mais les forces de résistance n'agissent que sur les surfaces de contact, comme vos pieds posés sur le sol. La force totale exercée sur votre corps est nulle, mais parce que la force de résistance s'opposant à la pesanteur n'agit que sur vos pieds, votre corps réagit en répartissant cette force de façon uniforme. En condition de microgravité, il n'existe aucune force de résistance et, par conséquent, aucune répartition interne de force. Cet important effet interne de la microgravité s'applique à tous les objets.
En état de microgravité, les choses ne réagissent pas de la même façon que sur Terre. Les forces qui étaient négligeables sur Terre exercent une certaine influence en condition de microgravité. Prenons l'exemple d'une goutte d'eau et d'une bulle de savon. Sur Terre, une goutte d'eau tend à s'aplatir sous l'effet de la pesanteur, mais une bulle de savon garde sa forme sphérique parce que les forces de tension superficielle sont grandes par rapport aux forces de résistance. Comme l'intensité des forces de résistance est égale au poids d'un objet, plus cet objet est léger (bulle de savon), plus les forces de résistance sont faibles. En microgravité, ou impesanteur, il y a absence de forces de résistance. Alors, même la forme d'une grosse goutte sera dictée par la tension superficielle. Elle demeurera parfaitement sphérique.
COMMENT PEUT-ON RECRÉER LA MICROGRAVITÉ?
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Vols paraboliques Les vols paraboliques sont une solution de rechange peu coûteuse aux vols spatiaux. Grâce aux paraboles qu'exécutent les avions, il est possible de recréer des conditions qui s'apparentent à celles de l'impesanteur. Ces vols sont facilement accessibles aux chercheurs en sciences spatiales qui désirent, entre autres, mener des études préliminaires en impesanteur. |
 L'avion Falcon 20 est utilisé par l'ASC pour effectuer des expériences. |
 Trajectoire typique d'un vol parabolique |
Qu'est-ce qu'un vol parabolique? Pour recréer les conditions d'impesanteur, on utilise un jet commercial spécialement modifié. L'avion effectue une courbe ascendante et décrit un arc dans le ciel pour ensuite amorcer une descente. Durant l'arc ascendant de la parabole, la poussée des moteurs est contrôlée. L'avion est en chute libre lorsqu'il atteint le sommet de la parabole et pendant une partie de l'arc descendant. |
| C'est grâce à cette chute libre que l'on obtient les conditions d'impesanteur. On peut profiter de cette courte période (de 15 à 20 secondes) pour réaliser des expériences. | |
C'est en 1991 que le Laboratoire de recherche en vol du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a mis en oeuvre le programme de vols paraboliques. Au Canada, les chercheurs utilisent principalement un avion Falcon 20 appartenant au CNRC.
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Fusées-sondes Grâce aux fusées-sondes, il est possible d'obtenir des conditions de microgravité de plus longue durée et de meilleure qualité qu'avec les avions. À seulement 100 km d'altitude, l'air est 10 millions de fois moins dense qu'à la surface de la Terre et la force de résistance de l'air est considérablement réduite. Lorsque les moteurs de la fusée s'éteignent, elle tombe en chute libre et les conditions d'impesanteur se manifestent pour une période de 6 à 15 minutes. |
 La fusée-sonde Black Brant a été utilisée en 2000 par l'ASC pour l'expérience GEODESIC. |
 Tour d'impesanteur (Photo : ESA) |
Tours d'impesanteur Une tour d'impesanteur consiste en une longue colonne verticale sous vide. Le matériel d'expérimentation qu'on laisse tomber du haut de la tour se retrouve en impesanteur pour quelques secondes seulement (entre 2,2 et 10 secondes). Bien qu'elles offrent une période de microgravité plus courte que celle que procurent les avions en vol parabolique, les tours ont l'avantage d'offrir des conditions plus stables. |