L’Homme dans l’espace57

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Sur cette photographie, prise depuis la Station spatiale internationale, onpeut observer un des membres de l’équipage en sortie extravéhiculaire.Celui-ci est équipé d’une combinaison spatiale adaptée. En effet, la vie àla surface de la Terre est foncièrement différente de celle dans l’espace :l’atmosphère terrestre nous fournit l’air que nous respirons, elle accumuleet dilue le gaz carbonique que nous expirons, elle nous protège desrayonnements solaires nocifs, elle régule la température et offre unepression adaptée à notre métabolisme. La combinaison spatiale doit doncassurer un rôle similaire à celui de l’atmosphère terrestre puisque lespationaute se déplace dans un environnement vide d’air. Il faut égalementque la combinaison soit suffisamment résistante aux micrométéorites quipourraient entrer en collision avec le spationaute pendant sa sortie.Le spationaute est relié par un bras robotique à la station spatiale. Cebras robotique est absolument nécessaire pour maintenir le scientifiqueproche de la station afin qu’il effectue les travaux d’installation ou deréparation dont il a la charge. Sans ce bras qui retient le spationaute (etmême si sa combinaison possède un système de propulsion de secours),le spationaute court le risque de s’éloigner de la station sans recourspossible à la gravitation (état d’apesanteur) ou au freinage (pas defrottements) pour le retenir.Cette sortie est réalisée dans le cadre d’une mission qui permet la relèvede l’équipage permanent de la station spatiale internationale, où desexpériences scientifiques sont menées dans des domaines variés nécessitantune collaboration internationale, tant sur le plan de la compréhensionde mécanismes physiques, que de celui des sciences de la vie �

Une sortie extravéhiculaireest une épreuve épuisanteet risquée pour les hommescar les conditions de travailsont difficiles. L’astronauteflotte en réalité dansl’espace, un côté exposéà l’ombre où la températureatteint – 100 °C, un côtéexposé au Soleil où latempérature atteint+ 100 °C. L’ombreet la lumière alternenttoutes les quatre-vingt-dixminutes. La combinaisondoit donc compenser cesdifférences. En outre, ellefournit une réserve d’eau etd’oxygène ainsi que lemoyen d’approvisionner etd’évacuer les liquides et lesgaz. La pression gazeuse n’yest que de 30 % de cellede la Terre ou de la Stationspatiale.

UNE SORTIE EXTRAVÉHICULAIRE

Une sortie extravéhiculaire est une épreuve épuisante et risquée pour les spationautes. D’unepart, les conditions de travail sont très difficiles : les températures sont extrêmes. Or, unspationaute qui flotte dans l’espace a un côté exposé au Soleil tandis que l’autre est à l’ombre.Sa combinaison spatiale doit donc simultanément refroidir un côté et réchauffer l’autre. Ensortant de l’atmosphère, les spationautes perdent aussi une partie de l’influence protectricedu champ magnétique terrestre contre les particules et rayonnements ionisants d’originesolaire et galactique. Ils sont alors beaucoup plus irradiés que sur Terre. Leur combinaisonne les protège pas contre les émissions corpusculaires de fortes énergies émises au cours deséruptions solaires. Lors de tels événements, les hommes restent à l’abri de leur véhicule. Lespationaute doit lutter également contre la pression régnant dans sa combinaison pour plierses membres. Les conditions d’éclairage rendent les travaux difficiles : toutes les quatre-vingt-dix minutes, il est plongé dans l’obscurité et devient tributaire des éclairages installéset de ceux qu’il porte pour éclairer sa zone de travail. La combinaison spatiale fournit aussiune réserve d’eau et d’oxygène ainsi qu’un moyen d’approvisionnement et d’évacuationdes gaz et liquides, y compris des urines et un système de communication. À l’intérieur dela combinaison, la pression gazeuse n’est que de 0,3 bar, soit 30 % seulement de la pressionde la station ou de la surface terrestre (1 bar), condition indispensable pour que la combinaisonreste souple.D’autre part, ces sorties comportent des risques importants : le vide spatial est parcouru demicrométéorites auxquelles il faut ajouter les débris spatiaux liés aux activités orbitales : petitsmorceaux de satellites ou de fusées désintégrées par l’explosion de réservoirs d’ergols, écaillesde peinture et autres « pièces détachées ». Ces débris peuvent entrer en collision à des vitessesrelatives de plusieurs kilomètres par seconde et perforer les combinaisons spatiales deshommes, ce qui entraînerait une dépressurisation et une perte de connaissances au bout dequinze secondes, l’anoxie puis la mort de l’astronaute au bout d’environ une minute. Afinde réduire les risques inhérents à ces sorties, le vaisseau est interposé entre la trajectoire la plusprobable des débris et les spationautes. Les sorties sont donc limitées en durée (huit heures)et en nombre (quelques dizaines par an). Pour minimiser le risque de perforation, lescombinaisons sont constituées de multiples couches de matériaux sélectionnés pour leurrésistance comme le Kevlar.

B I E N VU , B I E N LU L’HOMME DANS L’ESPACE

Sciences de la vie et de la Terreou Physique-chimieCollègeL’exploitation de cette photo peut offrir une entréedans l’acquisition des compétences et connaissancesdu Socle commun concernant les sciencesd’observation, d’expérimentationet technologies :• La matière et les matériaux• La Terre• L’Homme

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2 L’HOMME DANS L’ESPACE

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PAROLE D’EXPERT�

Astronaute en sortie extravéhiculaire au-dessus de la Terre (© Nasa, 2002)

SVTCollège 5e

• Respiration et occupation des milieuxde vieLycée 2de

• La planète Terre et son environnement

Physique-chimieCollège 4e

• De l’air qui nous entoure à la moléculeCollège 3e (Lycée 2de)Notion de gravitation : satellites en orbiteautour de la Terre