L'espace sur Terre - Une immense chambre à vide dans l'Ohio recrée les conditions de l'espace

L'espace sur Terre - Une immense chambre à vide dans l'Ohio recrée les conditions de l'espace

Avant de lancer un équipement dans l'espace, la NASA envoie du matériel au Glenn Research Center, situé dans l'état américain de l'Ohio. On y teste son aptitude aux conditions extrêmes du vide de l'univers.
Vacuum-Chamber-3.jpg

Le rêve de Galilée

Le dôme blanc du site de recherche de la NASA près de Sandusky dans le nord de l'Ohio dessine une courbe au-dessus de la chambre à vide pour simuler les conditions de l'espace. Avec une hauteur de 37 mètres et un diamètre de 30 mètres, il s'agit de la plus grande chambre à vide au monde. Galilée aurait été enchanté qu'une telle installation ait existé de son vivant. Dans l'immense pièce, il est possible d'observer que ses lois de la chute des corps sont justes et qu'une poignée de plumes tombe aussi vite qu'une boule de bowling.

Tests pour la SSI et la mission habitée vers Mars

Grâce à son équipement technique, la chambre, qui a été construite dès 1969, peut à la fois servir de champ d'expérimentation pour la recherche fondamentale et de zone pour tester de nouvelles évolutions industrielles. Toutefois, elle est principalement utilisée par les ingénieurs de la NASA en tant que salle d'essai pour toute sorte de matériaux qui seront utilisés plus tard dans l'espace. Des satellites, des sondes, des étages de propulsion pour missiles, des capsules spatiales et des véhicules lunaires y ont déjà été conduits et exposés aux conditions extrêmes similaires à celles qui dominent dans l'espace. Les experts examinent également, par exemple, si et comment les voiles solaires de la Station spatiale internationale SSI résistent au vide. Actuellement, les expériences du centre se concentrent sur la mission pour Mars. Des essais sont réalisés sur le système d'atterrissage à coussin gonflable pour deux véhicules d'exploration de Mars.

Outre le vide spatial, les simulations comprennent les grandes variations de température dans l'espace et le fort rayonnement UV du soleil. L'intérieur de la chambre peut être chauffé à 60 °C et être refroidi à –160 °C. Des lampes à quartz d'une puissance de 4 400 kilowatts sont utilisées pour recréer artificiellement l'effet produit par le soleil.

Des pompes à vide à la pointe de la technologie

L'intérieur de la chambre est recouvert d'aluminium et son volume est de 22 653 mètres cubes. Cela correspond environ à la capacité de dix piscines olympiques. Une couche extérieure en béton d'une épaisseur allant jusqu'à 2,4 mètres protège la structure contre les forces extérieures, lorsque les portes carrées de 15 mètres de côté se ferment d'une pression sur un bouton, sur les parties latérales de la chambre et que la pression de l'air chute progressivement. Diverses pompes à vide sont combinées afin de recréer l'ultra-vide de l'espace, y compris des pompes à vide à palettes et des pompes à vide turbomoléculaires. Il faut plusieurs heures pour évacuer 30 tonnes d'air. Seuls environ deux grammes restent dans la chambre. La pression de l'air est de 0,000000000013 bar ou 130 micropascals. Cela correspond à un milliardième de la pression atmosphérique sur Terre.


Les objets lourds tombent-ils plus vite que les objets légers ? Aristote a répondu à cette question vers 300 av. J-C, puis a postulé plus tard sur la base de ses observations, que le rythme de chute d'un corps dépend de sa masse. Après avoir passé un certain temps à examiner le mouvement des corps qui tombent près de 2 000 ans plus tard, Galilée a remis en cause la théorie de l'ancien savant : il a observé que la résistance de l'air intervient dans la chute des corps. Il a donc construit un plan incliné et a fait rouler plusieurs fois une boule en cuivre. Ce faisant, il a modifié à plusieurs reprises la pente, modifié les conditions de test et déterminé le temps de roulage de la sphère à l'aide de cloches, d'une fontaine et de son propre pouls.

À partir de ses résultats, il a pu tirer certaines conclusions sur le mouvement des corps en chute libre et établir ses premières lois :

1. Le rythme de chute (v) d'un corps augmente proportionnellement à la durée de la chute (t).
2. La distance de chute (h) augmente proportionnellement au carré de la durée de la chute (t2).

La masse ou la forme du corps n'affecte pas la distance de chute ou sa vitesse de chute. Toutefois, Galilée était bien conscient que sa théorie était en mesure de fournir uniquement des valeurs approximatives. Il aurait eu besoin d'une chambre sous vide pour effectuer un contrôle précis – une un peu plus petite que celle qui se trouve dans l'Ohio aurait suffi. Après tout, ce n'est qu'en l'absence de résistance de l'air, dans une enceinte sous vide, que tous les corps tombent réellement à la même vitesse. Le fait que Galilée avait tiré les bonnes conclusions sans chambre de vide donne encore plus de mérite à ses résultats scientifiques.


Abonnez-vous à notre newsletter « World of Vacuum » !
Abonnez-vous dès aujourd'hui pour recevoir les dernières nouvelles du monde fascinant du vide.

S'ABONNER

* Ich möchte den vierteljährlich erscheinenden „World of Vacuum"-Newsletter von Busch per Email erhalten. Diese Einwilligung kann jederzeit am Ende des E-Mail-Newsletters widerrufen werden.

Vous souhaitez en savoir plus ?
Contactez-nous directement ( Busch France ):
+33 (0) 1 69 89 89 89 Contactez-nous