L'accélération constante peut-elle être utilisée pour produire une gravité artificielle dans l'espace ?

Tracy Caldwell Dyson ISS Nasa

Chaque semaine, les lecteurs de notre newsletter spatiale, The Airlock , envoient leurs questions au journaliste spatial Neel V. Patel pour y répondre. Cette semaine : comment produire une gravité artificielle semblable à la Terre par accélération dans l'espace.

Votre article d'il y a quelques semaines sur la façon dont la gravité fonctionne toujours dans les films de science-fiction m'a amené à me demander : rappelez-vous ce pauvre gars dans les années 50 qui montait sur un traîneau de fusée pour voir combien de g un humain pouvait endurer ? Le film de ces tests a montré comment son visage était écrasé et tordu alors qu'il prenait des charges de plus en plus importantes. Il était évident que les humains ne pouvaient pas passer de zéro à des vitesses relativistes instantanément sans devenir une bio-pâte. Donc, en supposant qu'une personne - après avoir atteint l'orbite - veuille accélérer confortablement à 1 g jusqu'à la vitesse de la lumière, combien de temps cela prendrait-il ?

En attendant, jouiraient-ils d'une existence normale semblable à la gravité pendant leur croisière, la paroi arrière du vaisseau spatial servant de sol ? Peut-être que les voyageurs de l'espace pourraient alors manger un bol de céréales au petit-déjeuner comme le veut la nature. —Clayton

Pour ceux qui ne sont pas familiers, Clayton fait référence à Eli Beeding Jr., un capitaine de l'armée de l'air qui, en 1958, a conduit un traîneau propulsé par fusée à l'envers dans le cadre d'un programme militaire pour en savoir plus sur les effets des forces g sur le corps. . L'accéléromètre sur sa poitrine affichait 82,6 g alors que le traîneau accélérait à environ 34 milles à l'heure en 0,1 seconde. Beeding s'est évanoui, mais heureusement, il n'a rien souffert de plus que quelques ecchymoses au dos.

Les forces G peuvent faire des ravages sur le corps humain. (La série TV L'étendue illustre assez bien à quel point ce processus peut être tortueux .) Lorsque les forces g sont ressenties verticalement, de la tête aux pieds (comme les astronautes les ressentiraient sur le chemin de l'espace), le sang se déplace de la tête vers les extrémités, vous faisant perdre la vision ou même la conscience. La force physique elle-même exerce une immense pression sur votre peau, vos muscles et vos os, et peut être dévastatrice sur une longue période de temps.

La sensation physique des forces g agissant sur votre corps n'est pas un effet de vitesse, mais d'accélération. Lorsque vous conduisez une voiture ou voyagez sur une compagnie aérienne commerciale, vous ne sentez la force g pousser sur votre corps que lorsque le véhicule accélère. Une fois que vous atteignez une vitesse de croisière constante, les choses commencent à se sentir normales.

Si vous accélérez à un rythme suffisamment rapide pour produire un 1 g constant, alors bien sûr, vous pourrez créer une gravité artificielle semblable à celle de la Terre. Du cadre de référence de la Terre, si vous accélérez à un taux constant de 1 g, alors vous atteindriez près de la vitesse de la lumière dans environ un an , ayant parcouru environ 0,5 années-lumière de distance. (N'oubliez pas que si vous êtes un passager à l'intérieur du vaisseau spatial, le temps passera différemment, comme indiqué dans un numéro précédent du sas .) En accélérant à une vitesse proche de la lumière, vous seriez théoriquement capable de manger votre petit-déjeuner de champions comme vous le feriez sur Terre.

D'un autre côté, vous devez être prêt à décélérer correctement à mesure que vous vous rapprochez de votre destination. Cela pourrait prendre des mois, voire des années, cela dépend en quelque sorte de ce qui est tolérable pour les voyageurs à l'intérieur du vaisseau spatial. Si vous essayez à nouveau d'émuler un environnement de 1 g, vous devez en gros prévoir une année de décélération en route vers votre destination.

Et la vérité est que si vous êtes capable d'accélérer assez vite pour atteindre une vitesse proche de la lumière en environ un an, alors il est raisonnable de penser que vous pourriez probablement atteindre cette vitesse plus rapidement en acceptant des forces g encore plus élevées. C'est une perspective alléchante, mais encore une fois, les humains ne sont pas vraiment conçus pour gérer tout cela. Bruce Thompson de la quête de la NASA dit une fois à Gizmodo : Imaginez voyager vers Mars, accélérant tout le chemin à 3 gravités. Vous pèseriez trois fois votre poids normal pendant la durée du voyage et vous seriez à peine capable de bouger [...] Les tissus se décomposent, les capillaires se décomposent et le cœur doit faire plusieurs fois son propre travail. Vous ne pouviez pas compter sur une bonne forme à votre arrivée. Certainement pas comme la nature le voulait.

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