Centrifugeons quelques questions

La centrifugeuse (Credit : L. Parmitano)

La centrifugeuse (Credit : L. Parmitano)

On m’a demandé plusieurs fois ces derniers jours « Que ressentez-vous dans une centrifugeuse humaine ? ». Je comprends pourquoi les gens sont curieux, puisque je ne fais pas l’expérience de m’asseoir dans une centrifugeuse tous les jours.

Bien que je cours le risque d’être ennuyeux, je vais d’abord fournir une explication technique de ce qu’est une centrifugeuse. Pour autant que je sache, il existe deux types de centrifugeuses dans la formation aéronautique. Le premier type, je pense, est la plus courante dans laquelle l’accélération est ressentie passant de la tête aux pieds. Elle est utilisée pour entraîner des pilotes d’avion ultra-performants pour supporter des niveaux d’accélération élevés en cours de vol, jusqu’à 9 g (neuf fois le poids que vous faites normalement sur Terre).

Sous des forces gravitationnelles élevées, le sang qui est normalement envoyé vers le cerveau est entraîné vers le bas du corps (les jambes), privant le cerveau de sang. Malheureusement, nous avons plus besoin de notre tête que de nos jambes lorsque nous pilotons un avion et cela provoque de nombreux symptômes néfastes (tous temporaires puisqu’ils disparaissent une fois que l’accélération s’arrête). Nous ne voyons plus les couleurs car notre vision vire au gris, nous expérimentons une vision altérée et nous pouvons même perdre conscience. Les pilotes sont formés à prévenir les symptômes en utilisant une technique de respiration appelée la Manoeuvre de Contraction Anti-G (Anti-G Straining Manoeuvre en anglais) ou AGSM, ainsi qu’en portant une combinaison anti-g qui maintient la circulation sanguine en appliquant une pression sur le bas des jambes.

Lorsqu’un engin spatial revient sur Terre, la direction des forces est différente d’un avion de haute performance puisque les astronautes sont allongés sur le dos, pointant vers le haut. Lorsqu’un engin spatial réduit sa vitesse au moment où il pénètre dans l’atmosphère terrestre, la vitesse du véhicule passe de 8000m/s à juste quelques centaines de mètres par seconde. L’équipage du vaisseau ressent cette réduction de la vitesse cosmique comme une accélération allant de la poitrine vers le dos.

Donc, la centrifugeuse au Centre d’Entraînement des Cosmonautes de Star City génère une accélération de type « poitrine-dos ». Un astronaute en entraînement a six sessions dans la centrifugeuse. La première fois vous êtes sanglé à un siège spécial – qui est beaucoup plus confortable que dans le vaisseau Soyouz – pour ce que nous appelons une balade. Le profile d’accélération est celle d’un lancement et d’une rentrée normale : La première accélération a deux pics d’environ 3g et la seconde a deux pics d’environ 4.5g. Tout est géré par un ordinateur et tout ce que nous avons à faire est vérifier que tout fonctionne normalement. Une équipe de médecins surveille notre rythme cardiaque.

La seconde session de centrifugeuse est plus intéressante car nous vivons une rentrée balistique comme si le vaisseau était hors de contrôle. Là nous sommes sujet à de plus hauts et plus longs niveau d’accélération – pendant une rentrée réelle cela peut aller jusqu’à 11 g mais nous restons à 8 g dans la centrifugeuse (pour des raisons de sécurité puisque la centrifugeuse peut générer plus de 25 g!). Nous devons démontrer que nous pouvons rester conscient tout au long de la rentrée tout en effectuant un certain nombre de tâches comme lire une table illuminée similaire à celle d’un test oculaire chez un opticien ou appuyer sur un bouton à chaque fois qu’une série d’ampoules placées dans un arc de 180° par rapport aux yeux s’allument.

Il peut sembler qu’une accélération poitrine-dos soit beaucoup plus facile à supporter – je pensais que cela aurait été une promenade de santé comparé aux 9 g d’un avion à réaction F16 ! Mais je me trompais. Lors d’une accélération 8g constante, le sang a tendance à quitter l’avant du cerveau, nous forçant à utiliser la technique respiratoire. N’oubliez pas que les astronautes ne portent pas de protection anti-g et après six mois d’apesanteur le corps n’est habitué à aucune accélération.

Les quatre autres essais dans la centrifugeuse sont deux essais à vide avant chaque examen et enfin les deux examens eux-mêmes.

Que ressent-on ?

Entrée dans la centrifugeuse (Credit : L. Parmitano)

Entrée dans la centrifugeuse (Credit : L. Parmitano)

Après cette longue introduction, revenons à ce que l’on ressent. Essayez d’imaginer que vous êtes en Russie, le jour de l’examen où la décision est prise pour savoir si vous êtes qualifié pour une rentrée manuelle de la capsule Soyouz. Vous portez une combinaison bleue avec le patch de la mission Volare et votre nom dessus. La commission vous demande si vous êtes prêt pour l’examen, et l’examinateur vous dit qu’ils vous attendront pour le contrôle radio.

L’équipe médicale place des capteurs pour le cardiogramme sur votre poitrine et contrôle le rythme cardiaque et la pression artérielle. Vous êtes maintenant prêt à entrer dans la centrifugeuse: le cockpit est extrêmement familier car il est identique aux autres simulateurs. Vous vous sanglez vous-même dans le siège du Soyouz, Казбек, avec la ceinture de sécurité quatre points et le système de contrôle manuel, РУС, dans vos mains. Vous avez un bouton sous chaque pouce : si vous appuyez une fois sur le gauche, la capsule s’incline de 15 degrés vers la gauche et si vous continuez à appuyez dessus, elle continuera à le faire, 15 degrés à la fois, jusqu’à atteindre un angle de 45 degrés. Pour simplifier, on peut dire que le basculement à gauche vous fait perdre de la vitesse très vite (cela signifie que vous percevez un niveau plus élevé d’accélération) et le basculement à droite c’est le contraire.

Dans la centrifugeuse

En position (Crédits : L. Parmitano)

Vous portez maintenant des écouteurs, les techniciens ont fermé la trappe et vous êtes complètement isolés. Vous n’entendez que le son de votre propre respiration, un son amplifié par les micros. Vous ne pourrez pas bouger pendant la prochaine heure. L’examinateur donne le feu vert pour le premier test – vous en avez trois à réussir. La centrifugeuse commence à tourner doucement et vous sentez la rotation, mais après quelques secondes, vous vous y habituez et vous ne la sentez plus.

Vous commencez à « piloter » la capsule en fonction du profil calculé par l’ordinateur qui apparaît sur l’écran devant vous – vous savez que vous serez confronté à un maximum de 5g d’accélération. La capsule avec ses 28000km/h initiales plonge à travers l’atmosphère et décélère rapidement : 2,5g, 3g, vous commencez à le ressentir sur votre poitrine et respirer devient difficile. Vous commandez à la capsule de s’incliner à droite pour diminuer l’accélération, mais la force gravitationnelle continue à augmenter, 4g, 4,5g et en progression. Vous sentez l’accélération dans votre gorge, parler à l’examinateur devient presque impossible.

Crédits : L. Parmitano

Crédits : L. Parmitano

La force gravitationnelle s’arrête d’augmenter à environ 4,9g. C’est à ce moment que vous devez plonger vers la gauche pour perdre de l’altitude et approcher le site d’atterrissage. Vous n’avez que 20km de marge pour réussir l’examen et je peux vous dire que ce n’est pas beaucoup. Bientôt, le second pic d’accélération démarrera, et vous devez être prêt à basculer de nouveau vers la droite. Vous continuez à parler et à lire chaque paramètre pour être sûr que vous n’avez rien manqué durant le contrôle. Un moment bref d’hésitation, un petit délai, est suffisant pour échouer. Bien que j’aie pratiqué des centaines de profils de rentrée, le nombre de possibilités est illimité et chaque vaisseau se comporte différemment en plus vous devez gérer l’accélération. Vous devez rester concentré. Le deuxième pic de force gravitationnelle arrive à son terme et, parce que la capsule vol à basse vitesse – quelques mètres par secondes – vous avez un contrôle limité sur la capsule. Vous terminez le test et par expérience vous savez que vous êtes dans les 10km de marge. Vous avez réussi ce test !

Deux autres sont encore à venir.

 

 

Cet article a été écrit initialement par Luca Parmitano, le premier astronaute de la promotion 2009 de l’ESA à monter à bord de la Station Spatiale Internationale en Mai 2013. L’article initial a été posté le 24 Avril 2013 sur le blog de Luca. A lire ici en anglais : Let's centrifuge some questions

 

 

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