La vie dans l'espace à long terme
La Vie Quotidienne
La vie dans l'espace est très différente à celle qu'on mène sur Terre. Ici on va voir les principaux aspects de la vie quotidienne qui sont très différents dans l'espace.
Repas à bord de l'ISS
Manger dans l’espace n’est pas si facile que sur la Terre ! Il nécessite l'application de certaines précautions. Pendant qu'ils sont en orbite autour de la Terre, les astronautes vivent et travaillent dans un environnement de microgravité. Donc, les miettes et les aliments secs (comme les poudres et les condiments) flottent et risquent de contaminer le milieu s'ils ne sont pas confinés. Un aliment comme le pain pose un problème puisqu'il fait des miettes. Par contre, les tortillas sont un excellent choix d'aliment pour l'espace Les aliments consommables dans l’espace doivent respecter plusieurs critères :
• il doit pouvoir se conserver longtemps à la température de la pièce;
• il ne doit pas faire trop de miettes;
• il doit pouvoir être préparé dans la cuisine de l'ISS (distributeur d'eau, four à convection);
• il doit pouvoir être facilement consommé en orbite.
Les aliments consommés dans l'espace se présentent dans l'une des six formes suivantes :
-Aliments frais (devant être consommés dès les premiers jours d'une mission spatiale) ex : pommes, oranges
-Aliments partiellement déshydratés ex : abricots, bœuf
-Aliments irradiés ex : bifteck
-Aliments naturels ex : tortillas, noix de cajou
-Aliments ré hydratables ex : flocons d'avoine avec raisins
-Aliments thermo stabilisés ex : tartinades de thon, soupe aux pois cassés
Toutes les boissons comme le café, le thé et la limonade sont ré hydratables.
Menu Spatial
La Lyophilisation
Le café soluble:
un aliment lyophilisé
Depuis des années, les voyages spatiaux utilisent des moyens de conservation pour pouvoir transporter la plus grande quantité d’aliments possible et ainsi, rester dans l’espace pour une plus longue durée
La déshydratation:
C’est un procédé ancestral basé sur l’évaporation quasi-totale de l’eau contenue dans les aliments qui est encore utilisé de nos jours. Ce procédé est efficace et protège très bien des micro-organismes qui ont besoin d’eau pour se développer. Les aliments secs très résistants comme les légumes et fruits secs, les pâtes alimentaires ou le riz se conservent bien, parfois jusqu’à un an ou plus. Pratiquement insensibles aux écarts de température, ils doivent être placés à l’abri de l’humidité. Tout de même, la déshydratation peut modifier les qualités nutritionnelles en concentrant les nutriments.
La lyophilisation:
La lyophilisation est l’élimination de l'eau d'un produit par congélation rapide, suivie d'une sublimation de la glace formée, jusqu'à complète dessiccation. Cette technique requiert l’usage d’un appareil spécial appelé lyophilisateur qui se compose d’une chambre de grand volume pour la congélation et d’une pompe à vide pour l’extraction de l’eau. Ce procédé s’exécute en quatre étapes:
1- Congélation des produits pour permettre leur séchage à basse température.
2- Création d’un vide pour que la glace/solvant passe directement de l’état solide à l’état gazeux sans passer par l’état liquide (sublimation).
3- Chauffage des produits pour accélérer la sublimation.
4- Récupération par condensation de la vapeur du solvant qui c’est accumulée dans la chambre à vide en la faisant repasser à l’état solide.Puisque la congélation est rapide, il ne se forme que des petits cristaux de glace.
Ces deux procédés de préservation de la nourriture peuvent être très intéressants pour vivre plus longtemps dans l’espace, parce qu’ils permettent d’amener de grandes quantités de nourriture en utilisant peu d’espace. Le problème se trouve dans le fait que l’équipage demeure dépendant de la Terre pour son ravitaillement.
La plupart des aliments consommés sur l’ISS proviennent du menu permanent de la station. Ce menu de huit jours, comprend trois repas et une collation par jour, il a été élaboré de façon à assurer aux astronautes une alimentation équilibrée pendant leur séjour dans l'espace, puisque le fait de manger sainement contribue largement à réduire les effets de la microgravité sur le corps humain, tels que la perte osseuse et musculaire qui peuvent être très périlleux pour notre corps.
En 2010, des scientifiques envoyèrent des plantes à l’espace pour faire des expériences avec celles-ci pour voir comment elles se développent en situation de microgravité. L’équipe d’investigation de l’université de Florida découvrirent que les racines au moment de pousser dans l’espace, se comporte de même que sur la terre, a la recherche de nutriments et d’eau d’une manière égale que sur des zones avec gravité. Cette expérience suggère que les plantes ont un instinct terrestre quand elles se trouvent en impesanteur, et peuvent donc permettre de cultiver des plantes alimentaires dans l’espace, ce qui pourrait solutionner beaucoup de problèmes actuels.
« Nous croyions que les caractéristiques de croissance des plantes étaient le résultat de la gravité agissant sur les cellules de ceux-ci et il résulta que la gravite n’était pas vraiment nécessaire » dis Anna-Lisa Paul, génétiste de plantes et coauteur de l’étude, avec l’université de Florida en Gainesville.
Veggie
Veggie
SpaceX CRS-3 Dragon
Dormir dans l'espace
Le 18 avril 2014 le cargo SpaceX CRS-3 Dragon fut envoyé vers l’ISS portant, entre autres, une serre pour cultiver des végétaux appelés Veggie. Le devoir de cultiver dans l’espace est encore difficile, et comporte beaucoup obstacles, même si cette expérience fut essayée sur la Mir et aussi sur l’ISS, ils restent encore quelques contraintes à résoudre, même si la NASA a beaucoup d’expectatives pour ce nouveau verger mobile, résultant de plusieurs années de recherche et travail. La croissance dépend de beaucoup de facteurs, la disponibilité de l’eau, la lumière, la température et l’atmosphère. Même si les scientifiques ont essayés de reproduire ses facteurs dans les expériences, l’eau et les gaz se comportent de manière différente dans une ambiance spatiale, ce qui peut différencier la croissance dans l’espace.
Un grand problème de l’alimentation c’est que pour la « renouveler » il faut apporter des ressources de la Terre, le menu ne dure pas plus d’une semaine. La principale raison pour cultiver des aliments dans l’espace c’est la préparation de missions spatiales d’une très longue durée ou pour envisager le long terme.
Veggie (Vegetable Production System) pourrait être une solution possible pour ce problème. Il s’agit d’un module qui joue le rôle d’une serre désignée pour que les plantes puissent pousser en microgravité grâce à un système comparable à un «coussin pour les plantes » qui est alimentée par de l’engrais petit à petit. L’eau et les graines sont transportées par des tubes vers la partie inferieur pour éviter que l’eau flotte partout dans l’air. Veggie a été conçu pour utiliser très peu d’énergie, de plus, il est assez grand pour pouvoir cultiver le plus possible de plantes dans un espace limité, de sorte a que chaque unité peut cultiver jusqu’à six laitue ou plantes d’une taille pareille.
Ce module spatial pèse à peu près sept kilos et a besoin de 115 watt pour fonctionner, et peut-être prolonge jusqu’à 45 cm d’hauteur. Pour utiliser les plantes d’avantage, une fois que les choux ont poussés, ils sont éclairés par un panneau de lumières LED, afin de leur donner l’énergie nécessaire pour faire la photosynthèse.
Sur Terre, si on se trouve dans une situation privilégiée, on dort normalement dans un lit, ou en tout cas, on dort étiré puisque le poids nous permet de rester allongés toute la nuit. Par contre, dans l’espace, les passagers de la station spatiale dorment normalement dans un module d’habitation. Les astronautes doivent dormir dans un sac de couchage accroché au mur ou au plafond, il n’est pas nécessaire d’avoir un lit, puisqu’il n’y a pas de gravité. La plupart des astronautes utilisent des dispositifs de retenue pour immobiliser leurs membres dans leur équipement de repos, ou se croisent tout simplement les bras sur la poitrine pour les empêcher de flotter au-dessus de leur tête.
Les astronautes ont énormément de travail à accomplir pendant leur séjour dans l'espace. Ils peuvent aussi bien devoir faire fonctionner du matériel robotique de pointe, qu’avoir à préparer son repas, les astronautes ont plein de tâches à accomplir pendant son séjour. Pendant une mission, les astronautes peuvent être appelés à faire n’importe quel travail, le travail d’un scientifique jusqu’à un médecin ou un pilote. Le centre de contrôle de mission établit des horaires détaillés à l'intention de chaque membre d'équipage afin de leur permettre d'exécuter autant de travaux que possible tout en leur réservant du temps pour se reposer et faire de l'exercice.
Sortie dans l’espace : activité extravéhiculaire (EVA), est une des tâches les plus difficiles à accomplir pour les astronautes qui travaillent dans le vide spatial. Ils effectuent des activités extravéhiculaires lorsqu'ils doivent réparer de l'équipement, ou effectuer des travaux complexes de construction que seules des mains humaines peuvent réaliser. Pendant les sorties dans l'espace, les astronautes portent des combinaisons spatiales qui sont équipées de toutes les fonctions de survie nécessaires à l’espace. Les astronautes doivent également voir au maintien de la propreté à bord de la navette et de l'ISS. Ce type d'intervention inclut le dépannage et l'essai du matériel pour corriger une situation imprévue.
Dormir dans l'espace
Activité extravéhiculaire
Prendre soin de son hygiène personnelle sur terre, nous ne pose normalement pas de problèmes. Par contre, dans l'espace le manque de pesanteur et les conditions de microgravités, entrainent des problèmes, comme l'utilisation des toilettes. Indépendamment de l'activité exercée, les astronautes ainsi que les concepteurs de matériel spatial visent à rendre les pratiques d'hygiène aussi faciles et pratiquent qu'elles le sont sur Terre.
Si on se coupe les ongles en apesanteur, les bouts coupés vont flotter dans tous les sens et pourraient rentrer dans l’œil de l’astronaute ou obstruer ses voies respiratoires... On doit donc utiliser un dispositif spécial : se couper les ongles au-dessus d’un conduit qui aspire l’air pour que les bouts descendent dans le conduit au lieu de flotter dans l’air.
Se couper les ongles
Pour se laver les mains dans l’espace, on utilise un nettoyant sans rinçage contenu dans un sachet avec une paille : en exerçant un peu de pression sur le sachet, on fait sortir un peu d’eau légèrement savonnée sous forme d’une boule d’eau qui flotte due à l’apesanteur ; on l’attrape et on se lave les mains avec, puis on s’essuie avec la serviette.
Pour prendre sa douche dans l’espace, les astronautes utilisent des éponges pour se laver au lieu de prendre une douche normale. Cela peut contribuer à économiser l’eau, puisque les réserves d’eau de la Station spatiale internationale (ISS) sont limitées. Ils se lavent les cheveux avec un savon sans rinçage. Ils appliquent le shampoing avec une serviette, se massent ensuite les cheveux, puis s'essuient les cheveux à l'aide d'une autre serviette.
Le rasage dans l'espace se fait de la même façon que sur Terre. Les astronautes doivent cependant faire attention de ne pas laisser les poils de barbe s'échapper dans la cabine. Pour se raser, les astronautes utilisent de la mousse avec un rasoir ordinaire, en essuyant le rasoir à chaque fois avec du velcro, vu qu’ils n’ont pas d’évier, ou un rasoir électrique, mais la plupart d'entre eux préfèrent la deuxième option puisque les poils sont automatiquement récupérés par le rasoir. Ils se coupent les cheveux de la même manière que sur Terre, mais ils utilisent un petit aspirateur pour empêcher que les cheveux coupés ne flottent librement.
Se laver les mains
Se laver les mains
Se raser dans l'espace
Pour se brosser les dents dans l’espace, les astronautes utilisent une pâte dentifrice comestible pour réduire leur consommation d'eau. Ils utilisent un sac avec de l’eau pour mouiller la brosse, et puis c’est comme sur la Terre, sauf que le dentifrice étant comestible, ils l’avalent au lieu de le cracher, et pour rincer la brosse, ils mettent un peu d’eau dans sa bouche et ils rincent la brosse avec l’eau contenue dans sa bouche.
La salle de toilette ne contient qu'une cuvette et un siège. Comme il n'y a pas de pesanteur pour maintenir les liquides en place, les astronautes évacuent leurs excréments solides dans une cuvette sans eau. Ils s'installent au-dessus du siège de la cuvette et se maintiennent en place au l’aide de sangles de fixation. Ils font partir ensuite une série de ventilateurs qui purifient l'air ainsi qu'un aspirateur qui crée un état de pesanteur pour les déchets solides. Le courant d'air entraîne les déchets jusqu'à un compartiment de collecte. Quand ils ont terminé, les astronautes nettoient la cuvette avec des serviettes humides et jettent ces dernières ainsi que le papier de toilette dans une poubelle à proximité.
Se raser dans l'espace
Se brosser les dents dans l'espace
Les toilletes de l'ISS
Pour uriner, ils utilisent un dispositif personnel de collecte d'urine qui ressemble à un petit bol. Ils branchent ce dispositif sur un long tube en plastique en saillie dans le mur et pendant qu'ils urinent, un courant d'air aspire le liquide dans un compartiment de récupération.
Dans cette vidéo, on peut faire le tour complet de la Station Spatiale Internationale.
L'ISS:
Avec une masse de 420 tonnes, une surface de 108 mètres par 73 mètres et un coût d’environ 150 milliards de dollars, la station spatiale internationale (ISS) est la plus grande construction en orbite de l’histoire du monde.
La station spatiale internationale est le fruit de la collaboration entre quinze pays : les Etats-Unis, la Russie, le Japon, le Canada et onze pays européens. Sa construction a été basée sur la station spatiale américaine Freedom, la station soviétique Mir 2 et le laboratoire européen Columbus. Elle est constituée par plusieurs modules: Sa construction débute le 20 novembre 1998 lorsqu’une fusée russe Proton met en orbite le module Zarya («Aube»), la navette spatiale Endeavour embarque le premier module américain, le nœud de jonction Unity, et assemble les deux éléments. Le troisième module, Zvezda («Etoile»), arrive en juillet 2000 et permet une occupation humaine permanente qui commence le 2 novembre 2000.
-2000 : installation des premiers panneaux solaires américains.
-2001 : installation du laboratoire américain Destiny.
-2007 : installation du nœud Harmony.
-2008 : installation laboratoires européen Columbus et japonais Kibo («Espoir»)Juillet
-2011 : la station atteint sa configuration finaleD’autres modules sont fixés aux éléments principaux : des modules d’amarrage et de stockage, un SAS américain (Quest) et le troisième nœud américain (Tranquility) avec la coupole d’observation européenne (Cupola). Avec tous ces éléments, le volume habitable total atteint les 388 mètres cubes..La station spatial internationale orbite actuellement vers 415 kilomètres d’altitude, à une vitesse de 27.600 kilomètres à l’heure, soit 7,7 kilomètres par seconde. A cette altitude, l’atmosphère terrestre est très ténue mais elle a encore un impact et sa friction fait perdre quelques kilomètres d’altitude par mois à la station. Cette dernière est donc obligée d’effectuer périodiquement une correction de trajectoire grâce aux moteurs du module Zvezda ou à celui des véhicules qui viennent s’amarrer périodiquement.
La structure la plus imposante de la station est une poutre de 108 mètres de long formée de onze segments. Elle est orthogonale à l’axe des modules pressurisés et le croise au niveau du laboratoire Destiny. Cette poutre porte quatre paires de panneaux solaires de 35 mètres de long et de 12 mètres de large, ce qui donne une dimension totale de 73 mètres à la station dans la direction des panneaux.Elle sert aussi de support à d’autres éléments : de grands radiateurs qui permettent d’éliminer la chaleur accumulée par les panneaux solaires, une voie ferrée où se déplace le bras robotique canadien, ainsi que des expériences scientifiques comme le spectromètre magnétique Alpha qui observe les rayons cosmiques.
La station spatiale a de nombreux objectifs scientifiques et technologiques. En médecine spatiale, l’objectif majeur est d’étudier les effets de séjours prolongés en apesanteur sur le corps humain. Comme par exemple la diminution des masses musculaire et osseuse ou les effets des rayons cosmiques. Ces études sont vitales en vue des longues missions habitées qui partiront un jour vers Mars ou au-delà.
La Station Spatiale Internationale
La vie dans l'espace diffère beacoup de celle dans la Terre. Le fait qu'il n'y ait pas de gravité rend plus difficiles les activités quotidiennes. De plus, la vie dans l'espace dépend du ravitaillement de la Terre.