Projet "Mars Zéro-G"

Le projet Mars Zéro-G a pu bel et bien effectuer ses expérimentations lors du vol parabolique du Mercredi 09 Octobre 2013 de la campagne de vol n°106 dédiées aux expérimentations encadrées par le CNES.


Un récit du vol est par ailleurs disponible ici.


Manoeuvrer le dispositif expérimental de manière à produire un lancer puis un largage correct pour le démonstrateur s'est révélé parfois assez difficile, mais malgré cela certains lancers ont été très satisfaisant, et permettent d'observer le mouvement de rotation du démonstrateur jusqu'à un régime stationnaire et sans oscillation.

Par ailleurs, les données des accéléromètres situés au sein des modules permettent bel et bien, pour ces paraboles-là, d'observer et de mesurer précisément le niveau de gravité artificielle générée à ce moment-là au sein des modules.

Ces données et résultats ont fait l'objet d'un rapport d'expérimentation téléchargeable ici.



Ainsi il apparait que les objectifs assignés au projet Mars Zéro-G ont été atteints :
- Nous avons effectivement réalisé et étudié le déploiement, en condition approchée d'apesanteur, d'un démonstrateur d'un vaisseau spatial constitué de deux modules et tournant sur lui-même, et mesuré l'intensité de la gravité artificielle générée alors à son bord.
- Ayant filmé nos expérimentations, nous pouvons utiliser ces données comme un support permettant de promouvoir le concept d'une génération de gravité artificielle par rotation lors des longs voyages spatiaux, afin de contrecarrer les effets néfastes sur le corps des astronautes d'une abscence prolongée de pesanteur.


Nous pouvons cependant regretter de ne pas avoir été capable d'observer sur les vidéos prises à bord de l'avion un net rapprochement "raisonnable" des modules, ce qui, semble-t-il, est dû au fait qu'un tel rapprochement nécessitait, lors des expérimentations, une valeur de vitesse de rotation initiale comprise dans une plage très étroites (dont la borne supérieure valait environ 0.4 tour/seconde). Il s'avère que le contrôle simple, par l'opérateur, de la valeur de la vitesse de rotation du lanceur via un tachymètre, puis l'action de l'opérateur sur la manivelle, n'est pas suffisamment précis pour atteindre à coup sûr cette plage de valeur.


A la lumière de cela, et dans l'hypothèse d'une éventuelle suite donnée au projet, nous proposons donc les changements et améliorations suivantes, extraites du rapport d'expérimentation introduit ci-avant :

Concernant la partie opérationnelle du dispositif expérimental :
- Système de treuil électrique, et non plus mécanique, au sein du module 1 : programmation et contrôle du mouvement de rapprochement des modules, empêchement d’un retour en arrière, par freinage (pour éviter les oscillations radiales)
- Diminution de la dimension des modules, meilleur contrôle et ajustement de la répartition de masse en leur sein
- Dispositif amélioré de maintien sur le lanceur : automatisé et programmable
- Mise en rotation automatisée (à réaliser via un moteur électrique)
- Vitesse de rotation programmable, doit pouvoir être changée d’une itération de l’expérimentation à l’autre
- Dispositif expérimental programmable et mis en marche à distance (télécommande)
L’idée est de pouvoir programmer, via la télécommande, la vitesse de rotation initiale que le lanceur doit communiquer au démonstrateur, ainsi que l’intensité d’action du système treuil. Contrôler précisément ces deux paramètres permet d’ajuster correctement l’allure finale du mouvement du démonstrateur une fois que celui-ci est largué.
Automatiser le largage via un dispositif électronique permet d’assurer une très bonne simultanéité dans le largage des deux modules, ce qui, comme cela a été indiqué, est un point crucial.

Le dispositif de treuil devrait par ailleurs être moins encombrant que le système {poulie+ressort}, et permettre au final une réduction du volume des modules, et en conséquence un meilleur contrôle de la répartition de masse au sein de ces derniers (donc notamment de la position de leur centre de gravité respectif).

Enfin, si cela est possible, il serait peut-être utile de pouvoir synchroniser précisément les données des accéléromètres avec ceux utilisés sur l’avion A300-0G afin de pouvoir associer précisément les données des capteurs avec les différentes phases de pesanteur lors d’une parabole.


Concernant l’aspect visuel et esthétique de l’expérimentation :

Il faudrait installer une caméra vidéo juste en face du dispositif expérimental, voire deux : une caméra à grand champ, et une caméra à champ normal, toute deux filmant au ralenti pour faciliter et rendre précis l’exploitation future des données, et la synchronisation du contenu visuel avec ces dernières.
Enfin, il faudrait rendre le démonstrateur plus réaliste par rapport à la solution réelle de vaisseau pouvant être développée dans le futur et basée sur le principe ici utilisé. L’idéal serait de pouvoir dissocier la partie technologique des modules de leur partie esthétique : une idée serait de faire en sorte que tout ce qui sert à contrôler le mouvement du démonstrateur soit, au sein d’un module, contenu dans un cylindre, sur lequel on viendrait enfiler la partie maquette/esthétique (en s’étant assuré au préalable de la relative homogénéité de la répartition de masse de cette dernière, afin qu’elle ne modifie pas la position du centre de gravité du module concerné).