Véritable gravité artificielle pour le vaisseau spatial de SpaceX

Malgré les nombreux problèmes auxquels nous sommes confrontés dans le monde aujourd'hui, c'est toujours une période excitante pour être en vie! Au moment où nous parlons, les planificateurs de mission et les ingénieurs développent les concepts qui emmèneront bientôt les astronautes au-delà de l'orbite terrestre basse (LEO) pour la première fois en près de cinquante ans. En plus de retourner sur la Lune, nous regardons également plus loin vers Mars et d'autres endroits éloignés du système solaire.

Cela présente un certain nombre de défis, dont les plus importants ne sont pas les effets d'une exposition prolongée aux rayonnements et à la microgravité. Et alors qu'il existe de nombreuses options viables pour protéger les équipages des radiations, la gravité reste un peu une pierre d'achoppement. Pour y remédier, Youtuber petites stars a proposé un concept qu'il appelle la Gravity Link Starship (GLS), une variante de SpaceX Vaisseau qui sera en mesure de fournir sa propre gravité artificielle.

L'idée a été inspirée en partie par la science-fiction. Selon le degré de réalisme d'une franchise, les vaisseaux spatiaux généreront leur propre gravité à l'aide d'un appareil spécial ou à travers des sections rotatives. Alors que le premier concept ressemble beaucoup à l'hyperdrive (c'est-à-dire qu'il utilise une physique totalement fictive ou théorique à ce stade), le second est quelque chose de tout à fait réalisable.

Le concept remonte à plus d'un siècle, avec le premier exemple enregistré fourni par Konstantin Tsiolkovsky (1857 - 1935), l'un des «pères fondateurs» de la fusée et de l'aéronautique. En 1903, il a publié une étude intitulée «Investigation of Outer Space Rocket Devices», où il a suggéré d'utiliser la force de rotation pour créer la gravité artificielle dans l'espace.

Depuis lors, de nombreuses variantes de cette idée ont été proposées pour les stations spatiales et les habitats, comme la roue von Braun, le cylindre O’Neill et le Stanford Torus. Certains concepts sont même à l'étude pour le développement, comme la station spatiale Nautilus-X de la NASA (qui utiliserait un tore rotatif pour fournir la gravité artificielle) ou la proposition de la Gateway Foundation d'une station spatiale commerciale.

Après avoir mené des recherches sur la force centripète, petites stars est arrivé à l'idée de la GLS. Comme il l'explique dans sa vidéo (montrée ci-dessus), le GLS est fondamentalement un «navire pivot» (c'est-à-dire comme le moyeu d'une roue), où la baie de charge utile est remplie d'une ferme qui se déplie et se déploie de manière robotique, «servant ainsi de rayons de roue ”. Il serait positionné entre deux vaisseaux spatiaux de passagers et se relierait à eux pendant le voyage de 6 mois et plus vers Mars.

Une fois reliés, les navires à passagers pivotaient pour se réorienter et allumaient leurs propulseurs pour donner de l'élan à la roue. Une fois qu'une vitesse suffisante a été générée pour simuler la gravité normale de la Terre (9,8 m / s²ou 1 g), les navires à passagers se réorienteraient de nouveau pour faire face vers l'intérieur vers le navire «pivot».

Pour le reste du voyage, ceux à bord des navires à passagers ressentiraient la sensation d'être abattus grâce à la force centripète créée par la rotation de la roue. Comme petites stars décrit le système:

«Le concept Gravity Link Starship fournit une gravité de rotation qui réutilise les moteurs principaux, utilise du carburant et évite la construction et les sorties spatiales peu pratiques. Le GLS est essentiellement un navire pivot, comme le moyeu d'une roue. Au lieu des humains et du fret, la baie de charge utile du GLS est remplie de fermes qui peuvent se déplier et se verrouiller en place en tant que rayons de la roue. »

Actuellement, on en sait beaucoup sur les effets à long terme de l'exposition à la microgravité, grâce en grande partie aux recherches menées par des astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Il s'agit notamment de la perte musculaire, de la perte de densité osseuse, de la diminution de la fonction organique, de la vue, des modifications de la force cardiovasculaire et même des modifications génétiques.

Ce sont des choses dont l'astronaute Scott Kelly peut certainement témoigner! Après avoir passé un an dans l’espace dans le cadre de l’étude Twins de la NASA, il a trouvé angoissant la réadaptation à la vie sur Terre (comme détaillé dans son livre Endurance). Afin d'éviter de tels effets sur la santé avant même que les équipages n'atteignent des destinations lointaines comme la Lune ou Mars (où les effets à longg ne sont pas encore connus), des stratégies d'atténuation seront nécessaires.

En plus de détailler le système, petites stars a également effectué les calculs nécessaires pour déterminer la structure de la ferme et la vitesse nécessaire pour simuler la gravité normale de la Terre. À l'aide de SpinCalculator, il a déterminé qu'une vitesse de rotation de 31 m / s fonctionnerait pour un système mesurant environ 100 mètres (97,99 m pour être exact; ou ~ 321,5 pieds) de rayon, procurant la sensation de 1 g et faire environ 3 rotations par minute.

Actuellement, petites stars dans la deuxième itération de cette proposition, qui comprenait des calculs mis à jour sur la rotation, une nouvelle forme de ferme et l'introduction de câbles pour renforcer la résistance à la traction de la ferme. Il prévoit de libérer un tiers version dans un avenir proche qui comprendra des calculs sur les charges et une animation du déploiement et de la fonction de la ferme.

Ceux qui sont intéressés sont encouragés à s'abonner à sa chaîne Youtube pour les mises à jour. En attendant, il reste à voir si SpaceX sera intéressé par ce concept. Qui sait? Peut-être que Musk et son peuple ont leurs propres idées en préparation et nous pourrons bientôt faire un peu de comparaison et de contraste!