Mmmh... la "tin can" en apesanteur c'est pas une solution d'avenir de toutes les façons.
J'avais imaginé ça pour permettre des séjours annuels
Le camps de basePour fabriquer l'Arche, il faut déjà commencer par pouvoir séjourner dans l'espace pour de longue durée. Les missions habitées nous ont montré qu'au delà de quelques mois, et encore, avec un entrainement quotidien, le corps ressentait durement l'apesanteur.
Le but est ici de procurer un pieds à terre, le Camps de base, dans lequel des "semi-cosmonautes", i.e. des individus en bonne santé, entrainés sans excès, pourraient habiter pendant une durée supérieure au mois, sans excéder une année, dans un certain confort, au sein d'un milieu végétalisé (sans aller jusqu'à l'autonomie complète de Biosphère 2, je pense que c'est irréaliste).
Le concept ici est vraiment de faire minimal. Pas minimal pour les lanceurs d'aujourd'hui, mais pas trop loin quand même. L'idée est donc que la section tienne 'dans la coiffe d'un lanceur'. Ceci dit, je n'imagine pas un lanceur vertical. Je me dis que l'accès à l'espace ne sera réellement ouvert que quand on saura partir horizontalement puis étager la propulsion : turbopropulseur jusqu'au sommet de la troposphère, puis ramjet et enfin fusée.
Le module fait 8 m de diamètre environ. Soit le diamètre du fuselage de l'A380 ou celui du réservoir central de la navette. Donc un gros module mais qui reste dans les contraintes d'un vol à travers l'atmosphère.
Au départ, j'imaginais un module demi-cylindrique de 8x32 m (256 m² au sol) tournant autours d'un contre-poids. Enfin, les deux tournant autour du barycentre commun ce qui posait un problème : la structure doit être facilement accostable ce qui est difficilement envisageable avec deux éléments en mouvement. Il faut un point fixe et pour cela rendre le module symétrique par rapport à l'axe de révolution. On aboutit à un à un truc comme ça :
![Image](http://img249.imageshack.us/img249/447/campsdebaseorbitalfs1.gif)
On aborde la structure par le sas du moyeu (le petit cercle blanc au centre du disque gris). Les conditions de vie dans le moyeu sont du même type que dans un station orbitale. Sauf que ça tourne... ça peut être très gênant concrètement. Peut être faut il imaginer une structure fixe, mais ça représente indubitablement un degré de complexité supplémentaire. Peut faut il imaginer une double parois (parois interne fixe, parois externe en rotation ?). Des sas sur les deux côtés donnent accès aux câbles qui descendent vers les demi-cylindres. On se laisse descendre en "tyrolienne" en gravité croissante pour aboutir aux sas périphériques qui donnent accès aux deux demi-cylindres, de part et d'autre.
Un truc n'est pas représenté et un autre pas dimensionné : si le plan de révolution de la structure est radial (le Soleil venant de la gauche sur le schéma), chaque demi-sphère va se trouver à l'ombre à chaque révolution. Et la fréquence de révolution dépend de la gravité que l'on désire reproduire ainsi que du rayon de révolution. Sur le schéma, la distance représentée fait 100 m. Ce n'est pas beaucoup.
g = w²R
PLus g est grand plus il faut une vitesse angulaire élevée ou un diamètre grand. On peut déjà essayer ce que cela donne pour g=g0/2 (g0 gravité terrestre) soit 5 m/s². Une demi-gravité permet de ne pas trop charger la structure. Pour R=50 m cela représente 1 tour/20 secondes (vitesse linéaire de révolution : 16 m/s). POur g=g0, on obtient respectivement 1t/14 s et 22 m/s.
Il semble qu'en deçà d'une révolution par minute, il y a des risques de sensation de déséquilibre (nausée...) a cause de Coriolis. Ce qui fait que les deux modules devraient être espacés de 1 km minimum environ (vitesse linéaire 50 m/s) pour g=g0/2, soit 10 fois plus que sur la figure. Evaluons l'effet de l'accélération de Coriolis. Je prend un rayon de révolution de 500 m. Soit une vitesse angulaire de racine(g/R) avec g=5 m.s-2, de w=0,1 rad.s-1 (1 tour par minute).
Pour visualiser l'effet Coriolis imaginons un cosmonaute très content d'être là, qui saute joyeusement (et verticalement) d'une hauteur h=1 m en l'air. En égalant l'énergie cinétique et l'énergie potentielle on a : v²/2 = gh, soit v=racine(2gh). Mais v c'est la vitesse de départ, elle diminue pour s'annuler au sommet de la trajectoire avant de croitre a nouveau, et pour simplifier je vais prendre v_moy=racine(gh) soit v_moy = 2,24 m/s. L'accélération de Coriolis sur le saut est 2.w.v soit 0,45 m.s-2. La durée du saut est 2h=gt², soit t=racine(2h/g) soit 0,63 s. Le déplacement latéral du fait de l'accélération de Coriolis est donc de v_moy.t = 0,28 m. C'est pas négligeable, effectivement, en tout cas sensible. Pour R=1km, on a un déplacement de 0,2 m, c'est encore sensible. Il me semble toutefois que c'est le genre d'effet auquel le corps s'accoutume.
edit : une étude sur le confort en gravité
http://www.spacefuture.com/archive/inha ... vity.shtmlOn peut réduire de moitié la gravité sans problème.
On va se caler sur :
g/g0 = 0,5
g= 4,9 m/s²
rayon (R) : 250m
vitesse angulaire (w) : 0,14 rad.s-1
période de révolution (30w/pi) : 1,33 rpm
gradient de gravité (1/R) : 0,004
vitesse tangentielle (v=w.R) : 35 m/s
Bref. On en revient à l'ensoleillement. Une éclipse toute les minute c'est peut être un peu excessif.
En outre, ne sont pas représenté les panneaux solaires sur le petit schéma. L'idée est de faire d'une pierre deux coup. De disposer de part et d'autre de chaque structure deux panneaux dont une face serait en miroir et une autre photovoltaïque. Dos au soleil, la surface PV de l'aileron produirait de l'électricité et face à lui sa surface réfléchissante renverrait la lumière vers le demi cylindre d'en face.
Comme l'angle varie continument, vu que ça tourne, je me pose le problème géométrique suivant : existe t'il des surfaces iso-reflechissantes, c'est à dire qui quelque soit l'angle, renvoient une proportion égale du flux reçu en direction d'un angle donné ? A priori je ne pense pas. Mais peut être qu'une surface à facettes pourrait faire l'affaire.
L'autre solution est de placer la surface de flanc ou selon un angle quelconque, de sorte qu'elles reçoivent la lumière du soleil selon un angle qui varie avec la révolution orbitale. On ne voudrait pas que ce soit complètement de flanc, vu qu'on projette d'accoler plusieurs de ces modules côte à côte. Mais placés selon un angle de 45° peut être est-ce possible.
J'imagine qu'il ne faut pas placer tout ceci trop loin de la Terre. Disons 500 km.
Chiffrons un peu. J'ai pris pour dimensionner la chose la masse du réservoir de la navette, je divise par sa surface et je trouve une masse spécifique de l'ordre de 20 kg/m². Il est peut être possible de réduire.
Pour le sol, il est hors de question de prendre un sol terrestre (2700 kg/m3). On peut descendre largement en dessous avec par exemple un type de laine de roche (25 kg/m3 disons 100 avec l'eau intersticielle) ou des billes d'argiles. 50 cm d'épaisseur (en moyenne) me semble correct vu que la hauteur de végétation ne dépasse pas 4 m (un demi diamètre), soit 130 m3 environ (13 t). Pour la biomasse, je reprends le ratio de Biosphère 2 et sur les 256 m² du module, cela représente 400 kg (1200 après croissance). Le volume est de 400 m3 et l'atmosphère (1,3 kg/m3) représente environ 500 kg.
Soit un total de 35 tonnes, qu'il faut doubler (il y a deux éléments) pour commencer soit 70 tonnes. L'élément central lui même fait dans les 40 tonnes, soit un poids total de 110 tonnes mais qui peut être mis en orbite en deux, voir trois fois.
Voila c'est juste l'idée, il est évident que ça reste très incomplet.
a+