Présentation de la mission Alpha de Thomas Pesquet
La mission Alpha de Thomas Pesquet est sa deuxième à bord de la station spatiale internationale (ISS), après la mission Proxima en 2017. Pendant six mois, il va mener de nombreuses expériences scientifiques et prendre le commandement de la station (une première pour un astronaute français). Le CADMOS (Centre d’Aide au Développement des Activités en Micropesanteur et des Opérations Spatiales) du CNES est directement responsable de pratiquement la moitié de ces expériences. Pour expliquer la participation française dans la mission Alpha, le CNES a mis en ligne un dossier de presse détaillé pour les décrypter. Voici les principaux extraits présentant les expériences scientifiques puis le numéro des Dossiers de l’Espace d’Hugo Lisoir revenant sur cette mission :
Dossier de presse du CNES Mission Alpha
Pour la mission Alpha de Thomas Pesquet, au titre de la contribution française du CNES, le CADMOS a préparé une douzaine d’expériences scientifiques, technologiques et éducatives. À travers ce programme, le CNES cherche notamment à apporter des améliorations au laboratoire de pointe qu’est l’ISS, afin que les scientifiques puissent continuer de faire avancer le progrès depuis l’espace, pour la Terre. Il s’agit également de soutenir la recherche scientifique française et les avancées technologiques dans la perspective de l’exploration du système solaire et des missions spatiales habitées lointaines.
Le teaser du CNES de la mission Alpha de Thomas Pesquet
Les expériences “Made in France” de la mission Alpha de Thomas Pesquet
Dreams : étudier le sommeil des astronautes (Partenaires : Hôpitaux de Toulouse – Dreem )
Avec Dreams, le sommeil des astronautes dans l’ISS est scruté à la loupe. En micropesanteur l’ensemble des paramètres physiologiques est perturbé et le corps humain doit s’adapter à ces nouvelles conditions. Le rythme circadien s’en trouve affecté, eu égard notamment à l’absence de cycle naturel jour / nuit lors d’un voyage en orbite autour de la Terre : les astronautes voient le soleil se lever et se coucher 16 fois par jour ! L’impact du confinement et de la micropesanteur sur le sommeil est un enjeu important dans le cadre de la préparation des futures missions de longue durée vers La Lune et Mars.
Cerebral Ageing : comprendre le vieillissement du cerveau (Partenaires : Institut Pasteur – Sup’Biotech – Space Tango)
L’expérience Cerebral Ageing vise à étudier les mécanismes duvieillissement du cerveau à l’échelle moléculaire. L’ISS fournit un environnement unique pour observer le vieillissement cellulaire et l’impact des radiations sur la physiologie humaine. L’analyse moléculaire du cerveau n’étant pas faisable sur des organismes vivants, c’est par l’utilisation d’organoïdes cérébraux que cette expérience est rendue possible. Les organoïdes cérébraux sont des structures 3D complexes qui contiennent des cellules neuronales et d’autres types de cellules présentes dans un cerveau en développement. Son objectif : démontrer que ces structures cellulaires, fabriquées sur Terre, peuvent être envoyées et cultivées dans l’espace puis redescendues sur Terre pour y être analysées. L’intérêt de cette expérience est double : les résultats de ces études pourraient, d’une part aider à mieux comprendre certaines maladies génétiques, notamment celles qui provoquent un vieillissement prématuré chez les enfants qui en sont atteints (maladies progeroïdes). D’autre part, la santé et la condition physique des astronautes représentent un enjeu majeur dans la perspective de vols habités lointains et de longue durée. Connaître les effets de la micropesanteur et d’une exposition prolongée aux radiations ionisantes sur les cellules du cerveau est un prérequis indispensable pour le futur de l’exploration et la protection des astronautes.
Pilote : dispositif de contrôle robotique visuo-haptique (Partenaires : : Université de Paris – Tecnalia – CNRS – Oculus)
Dans la continuité des expériences de neurosciences françaises menées à bord de MIR puis de l’ISS, l’objectif de Pilote est d’évaluer une méthode optimisée d’assistance visuo-tactile aux astronautes lors de la réalisation de tâches télé robotiques. Pilote utilise un casque de réalité virtuelle immersif couplé à un dispositif haptique à retour d’effort recréant les sensations de pression et de toucher. Conçu comme un jeu vidéo immersif, le protocole inclut deux types de tâches à réaliser. Les tâches de guidage, d’une part, sont matérialisées par le pilotage d’un drone à travers un parcours d’obstacles. Les tâches de capture d’un véhicule spatial grâce à un bras robotique. Les résultats de Pilote fourniront des informations importantes pour optimiser l’ergonomie des postes de travail à bord de l’ISS et, par la suite, du futur véhicule spatial pour les missions lunaires et martiennes. Les méthodologies qui en résulteront conduiront à une meilleure intégration des informations gravitationnelles dans la conception des interfaces destinées à être utilisées sur Terre.
Immersive Exercise : quand le sport rencontre la réalité virtuelle (Partenaires : Fit immersion – Oculus – DAC (Danish Aerospace Company)
2h par jour, c’est la fréquence à laquelle les astronautes dans l’ISS doivent s’entraîner. Cet exercice physique quotidien, réalisé dans un environnement fermé et immuable, devient vite répétitif et ennuyeux pour les astronautes dont la motivation s’estompe peu à peu. L’objectif d’Immersive Exercise est de briser cette routine sportive grâce à la réalité virtuelle. Installé sur l’ergomètre CEVIS, équipé d’un casque de réalité virtuelle immersif et d’une paire de chaussures de cycliste dotée de capteurs de cadence, l’astronaute peut ainsi pédaler depuis l’ISS tout en ayant l’esprit sur Terre. Des vidéos filmées à 360° sur Terre sont jouées dans le casque de réalité virtuelle et leur vitesse de défilement varie proportionnellement à la vitesse de pédalage. Plusieurs scènes ont été tournées en extérieur parmi lesquelles, à la demande de Thomas Pesquet, un parcours dans Paris à la découverte de ses différents monuments. Immersive Exercise vise donc à améliorer la motivation des astronautes à bord de l’ISS, et par conséquent leur performance, dans la perspective des longs voyages spatiaux vers la Lune et vers Mars dont l’impact psychologique est un enjeu majeur.
Pour la mission Alpha, le CNES a proposé 12 expériences scientifiques, technologiques et éducatives. Préparées activement par le CADMOS, elles sont le résultat d’une coopération avec de nombreux partenaires scientifiques, industriels et universitaires, repartis sur l’ensemble du territoire français.
Télémaque : manipulation d’objets sans contact (Partenaires : Institut Jean Le Rond d’Alembert (Sorbonne Université / CNRS) – EREMS – COMAT)
Déplacer, manipuler, étudier des objets ou des liquides sans jamais entrer en contact avec eux : tel est l’objectif de la « pince acoustique » Télémaque. A intensité égale, la force exercée par les ondes acoustiques est environ 1 million de fois plus grande que celle des ondes optiques. La pince acoustique émet des ondes ultrasonores qui exercent une force sur les objets qu’elles rencontrent lors de leur propagation. Le champ acoustique est façonné de sorte à créer un piège sur ces objets. En déplaçant le faisceau, il est possible de déplacer l’objet avec une très bonne précision sur sa position. Avec Télémaque, l’objectif est d’évaluer en micropesanteur, d’une part, la capacité de capture puis de relâchement sans contact de petites sphères de plastique ou de verre et, d’autre part, le déplacement à distance de ces petits objets le long d’un parcours contenant des obstacles. Télémaque est un démonstrateur technologique dont la vocation est de rester à bord de l’ISS, au service des astronautes et de la recherche scientifique. Il pourra notamment servir à immobiliser et étudier sans contact d’autres matériaux, gels, ou liquides, tels qu’un produit dangereux, un échantillon biologique afin d’éviter sa contamination, ou encore une goutte d’eau en cours d’évaporation, afin de mieux comprendre les phénomènes physiques en jeu. D’autres applications de Télémaque existent dans le domaine de la santé. La pince acoustique pourrait notamment servir à l’expulsion de calculs rénaux, ou à la délivrance ciblée de médicaments dans l’organisme.
Lumina : mesurer les radiations à bord de l’ISS (Partenaires : Laboratoire Hubert Curien (Université Jean Monnet St Etienne / CNRS) – iXblue – CERN)
Lumina est un dosimètre à fibre optique visant à démontrer la fiabilité de la fibre optique comme outil de mesure des radiations ionisantes à l’intérieur de l’ISS. À bord de l’ISS, les astronautes reçoivent en moyenne une dose de radiation une centaine de fois supérieure à celle relevée sur Terre, au niveau de la mer, pour un laps de temps identique. Cette dose augmente de manière significative à l’extérieur de la Station et ne cesse de croître à mesure que l’on s’éloigne de la Terre et de la protection offerte par sa magnétosphère. La dosimétrie par fibre optique vise donc à devenir une technologie indispensable à la protection du matériel et des astronautes lors des voyages spatiaux vers la Lune ou Mars.
Mission Alpha : 8 questions à Thomas Pesquet (CNES)
Eco Pack : une nouvelle génération d’emballages (Partenaires : Groupe Jean Hénaff – ComposiTIC – Innovons à 360° – Maison Pillon – Maison Darnis)
Le recyclage et la gestion des ressources figurent parmi les 93 axes technologiques identifiés comme nécessaires à l’établissement d’une future base lunaire ou martienne. S’inscrivant dans cette réflexion à grande échelle, le CADMOS a préparé trois expériences autour de la gestion des emballages spatiaux. Elles sont rassemblées sous le label « Eco Pack ». Avec Edible Foam, les ingénieurs du CADMOS se sont lancé le défi de transformer les trousses de transport en charge utile comestible. C’est donc grâce à du pain d’épice, de la madeleine et du pain de Gênes, entourés d’un film protecteur, que les consommables de Food Processor seront protégés lors de leur voyage vers l’ISS. En cours de développement au CADMOS, Food Processor est un démonstrateur de robot culinaire autonome qui rejoindra l’ISS en fin d’année 2021.
Freshness Packaging : l’emballage longue durée de produits frais (Partenaires : Groupe Jean Hénaff)
Avec une durée de conservation d’environ une semaine seulement, les produits frais actuellement apportés par les véhicules de ravitaillement dans la Station spatiale internationale sont une denrée particulièrement sensible, d’autant que ces ravitaillements sont espacés tous les 3 ou 4 mois. L’expérience Freshness Packaging, proposée par le CNES et ses partenaires au Food Lab de la NASA, doit démontrer l’efficacité de nouveaux emballages perméables dont la particularité est de permettre des échanges gazeux favorisant la conservation des fruits et légumes pendant 15 jours à 1 mois. Les applications de ces emballages sont également terrestres. Si leur efficacité est démontrée, ils pourront servir aux expéditions extrêmes pour lesquelles le ravitaillement en nourriture est difficile ou impossible (courses transocéaniques, missions scientifiques aux pôles ou dans les zones désertiques…)
TetrISS : une expérience étudiante pour matérialiser les ultrasons (Partenaires : Equipe Tetr’ISS – IUT de Toulouse)
TetrISS est le démonstrateur technologique d’une plateforme fonctionnant de manière quasi-autonome pour la fourniture de la puissance nécessaire à l’expérience intégrée, le contrôle des caméras d’enregistrement et le stockage des vidéos. Pour valider le fonctionnement de cette plateforme, l’expérience Figures de Chladni propose de mettre en vibration de fines particules et d’observer en 3D les ondes ultrasonores stationnaires qui sont créées. Sur Terre, il est possible d’observer ce phénomène en 2 dimensions : quand de la poudre fine s’aligne sur les ondes sonores d’une membrane de haut-parleur, elle dessine des formes géométriques régulières, nommées Figures de Chladni. Dans la Station spatiale internationale, les fines particules sont enfermées dans un conteneur transparent, entre 2 émetteurs à ultrasons dont la fréquence et la distance varient. On peut ainsi observer la matérialisation des ondes ultrasonores en 3 dimensions. Les images de ce phénomène seront enregistrées sur une carte micro-SD et redescendues sur Terre pour être visionnées et analysées par les étudiants.
Eklosion : un « compagnon de voyage » pour Thomas Pesquet (Partenaires ! Association Eklo – GSBMS – L’Ecole de Design Nantes-Atlantique – Université Toulouse III Paul Sabatier)
Eklosion est un projet étudiant dont l’objectif est de symboliser le lien entre l’astronaute et la Terre, au travers d’une plante à faire pousser. Alors que tous les sens des astronautes sont perturbés lors d’un séjour en micropesanteur, l’objectif d’Eklosion est d’incarner un « compagnon de voyage » pour l’astronaute. Le projet Eklosion est décliné sur Terre à travers une expérience participative au cours de laquelle le public est invité, lui aussi, à faire pousser des graines d’œillets d’Inde, à suivre simultanément la croissance de ces fleurs sur Terre et à bord de l’ISS, et à partager des photos de cette évolution sur les réseaux sociaux.
Blob : étude d’un organisme unicellulaire étonnant (CNRS – COMAT – Académie de Toulouse – Ministère de l’Education nationale, de la Jeunesse et des Sports)
Le blob, ou Physarum polycephalum, n’est ni une plante, ni un animal, ni un champignon, et sa place dans l’arbre du vivant a longtemps été incertaine. Composé d’une seule et unique cellule et dépourvu d’un cerveau, il est pourtant capable de se déplacer à une vitesse de 3mm/h, de se nourrir, de s’organiser et même de transmettre ses apprentissages à un congénère. Généralement de couleur jaune, il vit dans les zones tempérées, humides et sombres telles que les sous-bois. L’objectif de l’expérience éducative « Blob » est d’observer l’impact de la micropesanteur sur la nutrition, le comportement et la vitesse de déplacement de plusieurs blobs, placés dans des boîtes transparentes hermétiques dans l’ISS, et filmés pendant qu’ils se nourrissent et explorent leur environnement (Blob-ISS). En parallèle, les élèves de plus de 2000 établissements scolaires français sélectionnés sont invités à réaliser la même expérience sur Terre (Blob-Terre) et à comparer le comportement de leur blob avec celui des blobs spatiaux.
THOMAS PESQUET retourne dans L’ESPACE ! Les dossiers de l’Espace (LDDE-Hugo Lisoir)
Source
Le site du CNES de la mission Alpha est ici. L’intégralité du dossier de presse de la mission Alpha est ici.
