On le sait. On a tous vu au moins une vidéo sur le sujet : Les astronautes peuvent s’amuser à boire leurs boissons comme Pac-Man gobe ses pastilles : relachant quelques gouttelettes d’un sac avant de les engloutir avant qu’elles ne s’échappent.
Mais n’est pas vraiment un moyen de boire efficace. La méthode conventionnelle – scellant une paille dans une pochette de type « capri-sun » - n’est pas non plus la façon la plus agréable d’étancher sa soif.
Mais est-il possible de procéder autrement ?
Au origines…
C’est la question que l’astronaute Pettit s’est posé un jour.
« nous prenons la gravité comme quelque chose d’acquis, dit-il. Généralement, nous ne sommes pas conscient du poids de nos mains, ou de la facilité avec laquelle nous versons du café dans une tasse. Nous ne réfléchissons pas ‘le café va-t-il s’écouler ?’ ou ‘pouvons-nous verser le café ?’Nous le faisons, simplement. La gravité va gérer cela en appliquant une force au café, en le tirant vers le bas. »
En tant qu’astronaute et personne se tenant à la frontière, Pettit garde toujours les yeux ouverts pour de nouvelles opportunités et expérimentations — ou, selon ses propres mots, "juste pour faire l’imbécile".
La tasse a débuté par une série d’expériences bon marché née de la curiosité de Pettit pour le comportement des liquides dans l’espace. Le projet a finalement été financé et étudié par la NASA, les résultats faisant l’objets de nombreux articles.
Un peu de sciences – ou le comment du pourquoi…
Les scientifiques travaillant sur l'appareil dans le cadre de l' expérience « Capillary Flow » expliquent que la coupelle fonctionne de manière similaire à celle de la Terre en exploitant les effets combinés de la tension superficielle, des conditions dites de mouillage (1) et de la géométrie de la coupelle.
La coupelle comporte au moins un canal allant du fond jusqu’au bord. L'action capillaire (2) entre la boisson et la paroi de la tasse permet à la boisson de glisser le long du canal pour se rapprocher du bord. Seule une petite quantité de boisson entre dans le canal tandis que le reste du liquide reste au fond grâce aux forces capillaires, selon un article publié dans Nature Microgravity l'année dernière.
Lorsque les astronautes posent leurs lèvres dessus, le liquide est spontanément aspiré dans leur bouche. Ils peuvent ensuite contrôler la taille de la gorgée qu’ils reçoivent en modifiant la forme de leur bouche et leur succion.
Parce que parfois, il faut le voir pour le croire, la petite vidéo qui va bien :
Dans cette vidéo posté originalement par la NASA sur Twitter le 2 mars 2023, on peut voir l’astronaute Nicole Mann nous faire une petite démonstration de la tasse spatiale avec une dose de capuccino.
Conséquences.
L'astronaute Don Pettit a contribué à inventer la coupe pendant son mandat à la station spatiale. Il partage le brevet, accordé en 2011, avec le physicien Mark Weislogel et deux mathématiciens, Paul Concus et Robert Finns.
Evidemment, on se réjouit du fait que les astronautes ont enfin un moyen de boire leur cafés (et autres boissons sans bulles) plus « naturellement ». Mais au-delà de cette problématique très humaine, on notera que ce progrès donne aux scientifiques de nouvelles perspectives sur la façon de concevoir d'autres systèmes de plomberie dans l’espace.
Pour aller plus loin sur le sujet (article en anglais)
(1) Mouillage - Le mouillage est le terme désignant la façon dont un liquide maintient le contact avec une surface solide lorsqu'ils sont réunis.
(2) Action capillaire - L’action capillaire se produit parce que l’eau est en quelque sorte collante, ce qui signifie que ses molécules aiment rester ensemble. C'est le même phénomène qui permet aux plantes et aux arbres d'aspirer l'eau de leurs racines et qui fait en sorte qu’une serviette en papier trempée dans l'eau peut attirer l'humidité vers le haut, défiant - en apparence - l'attraction de la gravité.
Moi, personnellement, je trouve ça juste formidable.
ce qui me touche, dans la vidéo, c'est le contraste entre le visage concentré et "scientifique" de l'astronaute qui nous fait une démonstration contrôlée et le sourire qui illumine son visage une fois qu'elle a bu une gorgée de son café.
sources :
https://www.rit.edu/vignellicenter/product-timecapsule/nasa-capillary-cup
https://mashable.com/article/nasa-drinking-space-iss-research
