Espace : « Pourquoi Thomas Pesquet flotte-t-il lorsqu’il sort de l’ISS ? », se demande Matteo (8 ans)

EN APESANTEUR Découvrez, chaque jour, une analyse de notre partenaire The Conversation. Aujourd’hui, une chercheuse explique à un enfant les effets de l’absence de gravité en orbite

20 Minutes avec The Conversation
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Que se passe-t-il dans le cerveau de cet astronaute ?
Que se passe-t-il dans le cerveau de cet astronaute ? — Galacticus / Shutterstock (via The Conversation)
  • Les occupants de la Station Spatiale Internationale (ISS) « flottent » car le déplacement de cette dernière annule la gravité terrestre, selon notre partenaire The Conversation.
  • Le cerveau humain doit s’habituer à cette situation alors les astronautes ont parfois envie de vomir au début de leur séjour dans l’espace (mais après quelques jours, ça va beaucoup mieux).
  • L’analyse de ce phénomène a été menée par Valentine Bouet, enseignante-chercheuse en Biologie, Neurosciences et Pharmacologie à l’Université de Caen Normandie.

C’est vrai que cela paraît magique de pouvoir voler comme le font les astronautes, en étant tout légers, sans contraintes, sans poids… Hé bien non ! Ce n’est pas magique et la physique permet de comprendre cela parfaitement.

Imagine que tu lances un caillou loin devant toi… Il va tomber loin de toi. Si tu le lances très très très fort, il va tomber très très très loin.

Si tu le lances avec une catapulte assez puissante pour qu’il ne retombe pas, il va se mettre à tourner autour de la terre, on dit qu’il est « en orbite ». C’est un peu comme si ton caillou était d’un côté projeté loin de la terre grâce à la vitesse que tu lui as donné au moment du lancer mais qu’il était aussi attiré par la Terre (parce que la Terre a une masse importante donc attire les objets).

Un objet lancé assez fort pour être mis en orbite tournera toujours à la même distance de la terre © Brandir / Vikidia CC BY-SA 2.5

La projection de ton lancer et l’attraction de la Terre le mettent dans une position intermédiaire, en orbite autour de la terre, c’est-à-dire qu’il va tourner à peu près toujours à la même distance de la terre.

Quand la gravité terrestre disparaît

Quand on est dans l’espace, comme dans la station spatiale internationale où se trouvent en ce moment Thomas Pesquet et ses coéquipiers, on est comme ton caillou enfermé dans une grosse boîte en orbite. C’est une sorte de chute libre permanente, c’est-à-dire que c’est comme si la station tombait vers la Terre qui l’attire, tout en étant propulsée très loin puisqu’elle a été lancée avec une très grande vitesse. La station spatiale est animée par sa vitesse (elle avance à la vitesse de 28.000 km/h, ce qui lui permet de faire le tour de la terre en 1 h 30 environ). Et dans cette configuration-là, on ne ressent plus les effets de la gravité terrestre et donc on n’a plus de poids et on flotte.

VIDEO : « C’est quoi, l’impesanteur ? » (CNES – 1 jour, 1 question)

Quand notre corps se trouve en impesanteur (on dit aussi apesanteur), même si on dirait que tout est très simple, ce n’est pas vraiment le cas. Notre cerveau, habitué à la gravité, perd une grande quantité de repères quand on est en apesanteur. En effet, sur Terre, notre cerveau est renseigné en permanence sur ce qu’il se passe à l’intérieur et à l’extérieur de notre corps. Quand le corps se retrouve en apesanteur, il se trouve donc un peu démuni…

Mais que lui manque-t-il exactement ?

Déjà, il lui manque la plupart des informations que lui fournit habituellement l’appareil vestibulaire, qui est un petit organe qui se trouve dans l’oreille interne (derrière le tympan). Cet organe permet au cerveau de connaître en permanence la position et les mouvements de la tête et sa position. Il permet par exemple au cerveau de savoir où sont le haut et le bas.

Thomas Pesquet en train de « flotter » lors d’une sortie dans l’espace © NASA / Flickr CC BY-SA 2.0

Attention à ne pas vomir dans sa combinaison !

Ça peut sembler inutile mais c’est pourtant essentiel pour tenir debout, pour se repérer dans l’espace, pour adapter les mouvements de nos yeux quand notre tête bouge, etc. En impesanteur, ces informations sont absentes ou erronées donc il n’y a plus de haut ni de bas et quand on bouge la tête, le message envoyé au cerveau est pour le moins déformé. C’est le genre de choses qui peut déjà donner envie de vomir, un peu comme quand on est dans un manège qui va très vite dans tous les sens. Les astronautes ont parfois des nausées et envie de vomir au début de leur séjour (on appelle ça le mal de l’espace, un peu comme le mal de mer, puis ils s’adaptent et après quelques jours ça va beaucoup mieux).

Il y a aussi beaucoup d’autres modifications qui vont se produire dans le corps à cause de l’impesanteur. Les muscles par exemple, surtout ceux qui sont très utilisés sur terre pour lutter contre la gravité comme ceux des jambes par exemple, vont être si peu sollicités qu’ils vont « fondre », devenir plus petits et moins puissants. Les astronautes doivent faire beaucoup d’exercice pour empêcher ça, au moins 2 heures par jour !

Heureusement, malgré tout cela notre organisme continue à fonctionner à peu près normalement et les astronautes disent toujours qu’ils aiment beaucoup cette sensation fantastique de flotter, et on rêve tous d’essayer !

Cette analyse a été rédigée par Valentine Bouet, enseignante-chercheuse en Biologie, Neurosciences et Pharmacologie à l’Université de Caen Normandie.
L’article original a été publié sur le site de 
The Conversation.

Déclaration d’intérêts

Valentine Bouet ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.