Ce site a été créé pour un projet de TPE pour la session 2016-2017 et est entièrement fictif. Portant sur Thomas Pesquet et l'entrainement physique des astronautes, ce blog a pour but de relier les matières du sport et de la physique-chimie. Par Oriane Boivin, Cécile Daubech et Thomas Bufanio, toute reproduction est interdite sans l'autorisation des auteurs.
Rechercher dans ce blog
Ma splendide chambre !
Roulement de tambours voici ma chambre enfin, plutôt ce qui en fait office. Un bon sommeil est indispensable pour garder une bonne forme physique ! (Vous pouvez apercevoir en bleu mon calendrier de l’avent spatial).
Un engin de torture
La chaise MARES me rappelle étrangement celle du dentiste, les chocs électriques dans les jambes en plus. Apprendre son mode d'emploi sur le bout des doigts m'a été très utile pour la monter à bord de l'ISS. Sergueï, mon collègue russe, m'a aidé à prendre des mesures de mon activité musculaire sur la jambe droite. le protocole expérimental implique d'envoyer des chocs électriques afin de contracter les muscles en réaction. Je continuerai tout au long de ma mission à contrôler l'évolution des muscles de la cuisse et du mollet et à transmettre les données aux chercheurs au sol. Ce sont eux qui les analyseront, moi, je suis simplement le cobaye et l'opérateur dans le cadre de cette expérience. Grâce à celle-ci, on va pouvoir en apprendre davantage sur le fonctionnement des muscles lorsqu'ils ne sont pas sollicités pendant une longue période. Sur Terre, les résultats aideront les personnes immobilisées, que ce soit après un accident gave ou dans le cas de maladies génétiques comme la dystrophie musculaire.
Comment rester en forme dans l'espace
En état d’impesanteur, il faut savoir que certains muscles ne servent plus à rien. N’étant plus sollicités, ils commencent parfois à s’atrophier, ce qui réduit la mobilité, la force et même l’habilité, ce qui provoque des douleurs musculaires. Pour palier à ce problème important, une pratique physique importante est nécessaire. C’est donc pourquoi j’ai passé une partie de mon temps sur le tapis roulant. Via un système de harnais et de cordons reliant l’astronaute et la machine, on réussi à appliquer une tension aux épaules et aux hanches qui recréent le poids de celui qui s’entraine. Cette machine permet de travailler les muscles, de garder un cœur en bonne santé et prévenir la perte de densité osseuse importante en impesanteur.
Note à mes petits astronautes
Bonjour à tous,
Récemment je me suis fait la réflexion que vous seriez sûrement aussi intéressés que moi par quelques principes de physique. Je vais donc m'essayer à vous raconter ces principes de physique qui me semblent intéressants et ce de façon ludique.
J'espère que cela vous plaira,
Thomas Pesquet
La balance inertielle
Pour vérifier que nous n’avons perdu ni masse osseuse, ni
masse musculaire, un système astucieux a été mis en place dans l’ISS. Dans la
station spatiale internationale, nous ne ressentons plus l'effet de la pesanteur, nous « flottons » sans être attirés vers le sol de la station. Dans
ces conditions, comment nous est-il possible de peser un objet, ou de nous
peser nous-mêmes ? Dans l’espace, les balances traditionnelles semblent
dépourvues d’intérêt. L’utilisation d’une balance inertielle constituée d’une
fine lame de scie à métaux, à laquelle est reliée une boîte de pellicule
photographique qui apportera des éléments de réponse. Le fonctionnement de la
balance inertielle s’appuie sur le concept d’inertie : plus la masse d’un
objet est grande, plus il est difficile de le mettre en mouvement (ou de
modifier son mouvement). Par ailleurs, son utilisation fait référence au poids
et à la gravitation. Enfin, en l’utilisant, nous mesurons des durées d’oscillations
en poids.
Si vous voulez avoir une idée un peu plus précise du fonctionnement de cette balance, je vous invite à regarder cette vidéo très bien faite :
Y a-t-il encore de la pesanteur dans l'espace?
Suite à la note que je vous ai laissée, je me suis dit que ce serait intéressant de parler de la pesanteur d’un point de vue de physicien.
Pour commencer, il faut que vous sachiez, avant que je me lance dans une explication savante, que la masse (appelée m) est liée à la quantité de matière (appelée n).
La Terre exerce une action à distance sur un objet ce qui est responsable de son poids et l'unité du poids est le Newton.
Ainsi le poids (appelé P) est proportionnel à la masse m d’un objet. On peut en déduire la relation de proportionnalité suivante :
P = m * g.
Ici, g fait référence à l’intensité de la pesanteur et est de l'ordre de 10N/kg lorsqu’on est proche de la Terre.
On peut donc se poser la question de savoir s’il existe toujours une forme de pesanteur dans l’espace.
Notre but est donc de trouver combien vaut ce g.
g peut se calculer grâce à la relation suivante au voisinage de la Terre:
On sait que G = 6,67 x 10-11, que la masse de la Terre est de 5,94 x 10-24, que le rayon terrestre est de 6380km, il ne reste plus que l’altitude (h). Sur Terre elle sera égale à 0 alors qu’elle sera égale à 400km une fois dans l’ISS.
(NB : il faut convertir les km en mètres)
En remplaçant par les valeurs on obtiendra alors :
Pourtant g≠0, on en déduit donc qu’il existe toujours une forme de pesanteur même à bord de l’ISS. Pour vous donner une idée, sur Terre g=9,8 et sur la Lune g=1,6.
On peut également recréer lors de vols paraboliques en avion. Mais ça, c’est une autre histoire que j’essaierai de vous raconter de la même manière que celle que je viens de faire.
Je pense aussi vous expliquer comment l’ISS fait-elle pour ne pas tomber alors qu’elle est attirée par la Terre.
En attendant j’espère que tous ces petits calculs vous auront plu, on se retrouve bientôt pour un nouvel article !
ARED
Aujourd’hui je me suis entrainé sur ARED. C’est un appareil
difficile à utiliser car il faut savoir le monter entièrement une fois dans
l’espace : le mode d’emploi est donc à apprendre par cœur. Cette machine
parmi tant d’autres est capable de prévenir des effets néfastes de
l’impesanteur sur plusieurs plans. Malgré son apparence de machine de torture
elle est nécessaire pour le maintien de la force musculaire et de la densité
osseuse :60% des muscles qui composent notre
corps, s’opposent continuellement à la gravité terrestre.
Cependant dans l’espace, les muscles sont très peu sollicités car la force
gravitationnelle est faible. Nos muscles s’affaiblissent et se détériorent
lorsqu’on ne les utilise pas régulièrement ou qu’on ne fait pas suffisamment
d’exercice. Ce processus s’appelle l’atrophie musculaire. Des études
ont révélé que la masse musculaire des astronautes qui participent à un vol
spatial d’une durée de cinq à onze jours diminue jusqu’à
20 %. Malheureusement cette perte de masse musculaire peut s’avérer
dangereuse pour nous.
La seule façon d’atténuer l’atrophie musculaire consiste à se soumettre à
des exercices physiques intensifs, particulièrement à un entraînement en force,
et à s’alimenter de façon adéquate. Nous devons ; à bord de la Station spatiale
internationale (ISS) ; consacrer chaque jour
deux heures et demie à leur entraînement physique. Il existe pour ça
différents exercices : les tapis de course, le vélo, les appareils de
musculation.
C'est pour cela qu'on utilise cette machine qui imite les poids et haltères que l’on trouve sur Terre
mais qui sont inutilisable une fois dans l’espace. J’ai eu du mal à tout
apprendre, mais une fois le protocole approprié il m’est devenu assez simple de
m’en servir à bon escient. I can’t wait until the next exercise !
L’intérêt du vélo stationnaire
Entre 2 expériences scientifiques nous avons un créneau spécialement dédié à notre entrainement sportif car il est indispensable d’être en forme dans l’espace. Il faut savoir que le temps de récupération nécessaire sur Terre en revenant d’une mission est équivalent à celui passé dans l’espace. Autant vous dire qu’on essaye de perdre le moins de masse osseuse et musculaire possible. C’est pour cela que je vais vous présenter le vélo stationnaire qui est un exercice cardiovasculaire. Les astronautes perdent en moyennent 1% de leur densité osseuse en un mois. Par comparaison, sur Terre, une personne âgée perd 1% de sa densité osseuse en 1 an. C’est pour cela que l’on s’entraîne sur le vélo stationnaire. Il est fixé à une des paroi de l’ISS et il suffit de placer ses pieds sur des pédales à brides ainsi que d’enfiler le harnais dorsal pour rester en place. On peut tenir les poignées pour se maintenir en équilibre et ensuite…on pédale !
Hallucinant, n'est-ce pas ?
Petit aparté, ici dans l’espace les couleurs changent vite lors des couchers de soleil. Les deux photos ci-contre sont prises à 5 secondes d’intervalle ! Surprenant, vous ne trouvez pas ?
Source des images
Images du site trouvées via Google :
Vignette présentation Thomas Pesquet : http://www.ambafrance-ru.org/Thomas-Pesquet-astronaute-francais
Maquette de l’ISS piscine : https://www.cieletespace.fr/actualites/le-journal-de-thomas-pesquet-8-bricolage-au-fond-de-la-piscine
Centrifugeuse : https://tpelesdefisdelespace.wordpress.com/partie-ii/
Chaise tournante : http://tpedetpw.e-monsite.com/pages/ii-comment-remedier-a-ses-risques/2-la-preparation-mental.html
Thomas Pesquet et MARES : https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/thomas-pesquet-suivre-la-perte-musculaire-dans-l-espace-avec-mares_108640
Vélo stationnaire : http://www.asc-csa.gc.ca/fra/astronautes/vivre-dans-l-espace/activite-physique-dans-l-espace.asp
Images trouvées sur le facebook de Thomas Pesquet :
Thomas Pesquet à l’entrainement (salle de musculation)
Thomas Pesquet raye son nom du club des astronautes sans vol spatial
Chambre de Thomas Pesquet
Petit bonus (Kenya)
Hallucinant n’est-ce pas ? (photo de l'ISS)
Inscription à :
Articles (Atom)