« A cette époque de la vie, tout est clair, tout est possible, et l’on n’a pas peur de rêver et de souhaiter tout ce qu’on aimerait faire de sa vie. » - L’Alchimiste, Paulo Coelho

Nous avons démarré la journée en sachant très bien que ce serait notre dernière matinée en simulation… Nous avons donc profité au maximum de notre dernière séance de sport, pour laquelle Lise avait regroupé tous les exercices préférés de chacun ! Tous les membres de l’équipage ont donc adoré la session. Ensuite, la pluie étant tombée toute la nuit, mais aussi encore à notre réveil, les conditions ne permettaient pas d’effectuer l’EVA planifiée ce matin, durant laquelle nous devions démonter et rapatrier les instruments atmosphériques dans la station… De plus, à cause du manque de luminosité, les panneaux solaires qui alimentent la station nous fournissaient beaucoup moins d’énergie. Nous avons dû passer la journée dans le noir, pour pouvoir économiser l’électricité ! approche à très grands pas … Cependant, nous avions beaucoup de choses à faire pour nous occuper l’esprit ! Nous avons profité d’être tous disponibles dans la station pour commencer à organiser nos bagages pour le retour, à ranger et nettoyer tous les modules. Nous avons beaucoup de matériel, il faut faire attention à ne rien oublier !

Malgré tout, les expériences suivent leur cours. Les dernières sessions de tests cognitifs ou de Neuroergonomie ont eu lieu ce matin, clap de fin pour les expériences du Crew 293 ! Nous sommes très fiers de toutes les expériences que nous avons réussi à mener et des données que nous avons produites.

Nous avions fixé à 16 heures la fin de la simulation. A l’heure prévue, nous avons donc ouvert le airlock : nous n’étions officiellement plus sur Mars ! Vêtus de nos combinaisons noires d’EVA pour nous protéger de la boue, nous avons pu respirer l’air terrien à plein poumons. Nous avions sous- estimé le bonheur de cette sensation retrouvée ! Mais pas de temps à perdre : les instruments atmosphériques attendaient d’être démontés comme ils n’ont pas pu l’être durant l’EVA de ce matin qui a été annulée ! Agenouillés dans la terre mouillée, nous nous sommes efforcés de tout démonter et rentrer dans la station. De retour au  continué le rangement.

Bien que la simulation soit terminée, l’atmosphère est joyeuse dans la station entre tous les membres de l’équipage ! Certes, c’est à présent la fin de la mission dans la station, mais en réalité il nous reste encore beaucoup de travail. Fin de simulation ne signifie pas fin des recherches ! Nous devons encore traiter beaucoup de données, faire des retours aux chercheurs sur les résultats et les expériences, … Finalement, la fin de simulation n’est qu’une page qui se tourne vers une nouvelle étape pour le Crew 293 !

« Il ne voyait à cela qu’une explication : ces choses devaient se transmettre de cette manière parce qu’elles étaient sans doute faites de Vie Pure, et ce type de vie est bien difficile à capter sous forme de peintures ou par les paroles. » - L’Alchimiste, Paulo Coelho

En ce matin du Sol 25, notre avant dernier jour de mission, a eu lieu notre avant-dernière EVA ! Marie et Léa sont parties chercher les balises placées à Kissing Camel Ridge, avec Mathurin qui comptait leurs pas entre les balises. Avec la carte 2D qu’elles avaient eue la veille pour préparer l’EVA, elles ont eu plus de difficultés que Leo et moi hier avec la carte 3D, car le relief de la zone est complexe. Cependant, elles ont trouvé 11 des 12 balises, comme nous lors de l’EVA d’hier, mais elles ont mis presque une heure de plus ! Pendant cette EVA, des lycéens affiliés à PROXIMARS, un projet éducatif du CNES basé sur le monde du spatial, ont aidé l’équipe en EVA ! En effet, ils ont préparé les protocoles de préparation et de déroulement de l’EVA. Ils ont même défini le trajet en rover jusqu’à Kissing Camel Ridge ! Ils ont aussi analysé les cartes pour y reporter le placement des 12 balises et EVA de photogrammétrie marque la fin de l’expérience dans la station, mais Yves a encore beaucoup de traitement de données à effectuer pour analyser les résultats.

Pendant l’EVA, il y avait une grande effervescence au Hab ! En effet, une surprise s’était mise en place car aujourd’hui c’était l’anniversaire de Marie, notre commandante ! Leo, Yves, Lise et moi, restés à la station, avons tout préparé pour son retour. Nous avons décoré le Upper Deck avec des ballons et des confettis, et cuisiné un gâteau pour la surprendre. Au retour d’EVA, nous avons bandé les yeux de Marie pour la mener à sa surprise : une piñata ! Nous lui avons chanté « Joyeux anniversaire » et offert un bouquet de tournesols du GreenHab ! Les ballons et les fleurs ont continué de décorer la station toute la journée, pour le plus grand plaisir de tout l’équipage ! Marie était très touchée et heureuse de fêter son anniversaire avec l’équipage, dans la station, dans ce contexte si particulier ! Quant à nous, nous étions très contents de la surprendre et de lui faire plaisir !

Dans l’après-midi, il a fallu reprendre le travail ! Il nous reste peu de temps dans la station, nous voulons en profiter pour contribuer à la science autant que nous pouvons en menant à bout toutes nos expériences. Ainsi, nous avons effectué des séances de tests cognitifs de l’expérience Orbital Architecture, et des sessions de l’expérience TILT, confiée par le département de Neuroergonomie de l’ISAE-SUPAERO. Marie et moi avons aussi effectué une séance de l’expérience EchoFinder, qui était la dernière de la mission ! Finir les expériences une à une nous fait réaliser que nous partons déjà demain… mais qu’il nous reste encore beaucoup de travail !

« Il commença à comprendre que les pressentiments étaient de rapides plongées de l’âme dans ce courant universel de vie, au sein duquel l’histoire de tous les hommes se trouve liée de façon à ne faire qu’un : de sorte que nous pouvons tout savoir, parce que tout est écrit. » - L’Alchimiste, Paulo Coelho

Ce matin, nous nous sommes rendus sur le site des instruments atmosphériques pour changer leurs batteries et récupérer les données prises pendant les derniers jours. Le drone, piloté depuis l’intérieur du Science Dome, volait au-dessus de nos têtes pour nous prendre en photo ! Leo, Yves et moi sommes ensuite allés chercher les balises placées lundi à Kissing Camel Ridge. Nous avions préparé hier notre parcours avec la carte 3D et nous avons été très efficaces ! Nous avons trouvé lesn7 premières balises en moins de 30 minutes, avant de bloquer sur la huitième pendant très longtemps… Au final, nous avons trouvé 11 des 12 balises placées sur le site. Nous sommes fiers de notre performance, et Leo est très content d’avoir pu tester l’expérience de photogrammétrie de cencôté, et de se prendre au jeu de chercher les balises le plus vite possible. Nous attendons avec impatience de voir comment Léa et Marie s’en sortiront avec la carte 2D, car elles ont préparé en fin d’après-midi leur stratégie pour leur EVA de demain !

Pendant la matinée, tous les membres d’équipage restés au Hab ont avancé sur diverses expériences ou tâches, comme s’occuper du GreenHab, faire des observations solaires pour notre astronome de bord ou encore essayer de réparer le matériel de l’expérience EchoFinder. L’après-midi avait redémarré sur le même rythme : Yves traitait les données de photogrammétrie de la matinée, Léa et Marie réalisaient une séance de l’expérience EchoFinder et, assise au Hab, je travaillais sur les photos de l’EVA de la matinée tandis que Lise à côté de moi était occupée à travailler sur son ordinateur aussi. Soudainement, à 16h08, une alarme a retenti depuis l’interface AMI, nous faisant quitter nos activités respectives. Nous étions habitués, et avons respecté la procédure : il fallait vérifier un capteur au Science Dome. Marie et Léa, qui y étaient, ont pu faire la vérification, mais contrairement à la plupart des alarmes qui se concluent en de simples anomalies de capteurs, cette fois-ci le risque était réel ! L’alarme n’était pas une fausse alerte. Un des tunnels qui connectent les modules entre eux, proche du Science Dome, était endommagé et avait causé une dépressurisation dans une partie de la station ! Après s’être tous réunis en sécurité au Lower Deck du Hab, nous nous sommes organisés pour être efficaces pour appliquer le protocole d’EVA d’urgence : il fallait sortir en scaphandre pour réparer la station. Mathurin et moi étions équipés de nos combinaisons, et nous avons travaillé sur le tunnel depuis l’extérieur de la station. En parallèle, Léa était elle aussi équipée pour l’EVA, mais du côté intérieur des tunnels. Nous avons communiqué par radio ensemble, et avec Marie, qui était HabCom d’urgence, pour nous coordonner sur la réparation et le déroulé des opérations. Nous avions même un rover et des cordes tendues qui nous ont aidés à maintenir le tunnel debout le temps d’effectuer les manipulations nécessaires. Nous avons colmaté avec succès la partie cassée du tunnel, et le tout en seulement une heure d’EVA! En rentrant, nous étions contents d’avoir réparé notre lieu de vie, et maintenant nous sommes tous en sécurité à l’intérieur de la station !

La journée a donc été très éprouvante pour tout l’équipage, puisque nous avons enchaîné avec la fenêtre de communication. Deux EVA en une seule journée, ça n’arrive jamais ! Nous profitons donc de la soirée pour nous reposer, mais aussi pour nous coordonner sur la fin de mission, savoir comment organiser les dernières tâches que nous avons à faire, et penser à la désinstallation de tous nos équipements et expériences !

Au matin du Sol 22, en allant comme tous les jours voir les deux pots de cresson de votre expérience, nous avons remarqué une sorte de poussière blanche qui était apparue pendant la nuit sur la terre du pot de sol martien. Nous avons pu visualiser cette apparition grâce aux photos du timelapse qui tourne en continu pour surveiller l’évolution des plantes. Voici un extrait sur lequel on voit bien l’apparition du blanc sur le sol martien …

Nous nous sommes demandé ce que c’était, sachant que lorsque nous avons arrosé, cela a disparu, comme si l’eau l’avait un peu fait « « fondre. Et puis il n’y a aucune trace de cette couche blanche sur le sol terrestre !

Nous nous sommes concertés tous ensemble, pour essayer de comprendre, et nous pensons qu’il s’agit de moisissure. Cela nous a rappelé noter premier essai sur cette expérience, lorsque nous avions planté les cressons au GreenHab, et que de la moisissure était apparue dans les deux pots, autant celui de sol martien que de sol terrestre. Sauf que maintenant au Science Dome, les conditions de température et humidité sont plus clémentes et moins propices au développement de moisissures. Et surtout, il n’y en a que dans la terre martienne !

Nous voulions voir si ce phénomène se reproduisait aujourd’hui, donc nous avons laissé passer la nuit et … ce matin même problème ! La moisissure était revenue dans la nuit. Nous avons donc pris du temps ce matin pour essayer d’analyser cette apparition étrange. Après avoir bien observé, nous sommes presque sûrs qu’il s’agit de moisissure, ou d’une sorte de champignons. Nous avons eu l’idée d’observer cela au microscope, afin de voir si nous pouvions tirer des informations supplémentaires. En effet, nous avons la chance d’avoir beaucoup de matériel scientifique à notre disposition dans le Science Dome, autant en profiter !

Avec des outils fins, nous avons prélevé des morceaux de la partie blanche sur la terre martienne, et fabriqué des lames pour pouvoir observer au microscope. Nous avons fait plusieurs essais car au départ, nous avions mis une couche un peu trop épaisse sur la lame ce qui fait que nous ne voyions pas très bien.

Après plusieurs essais, nous avons fait des lames qui nous ont permis de bien voir les petits filaments de la moisissure ! Nous voulions vraiment isoler les filaments pour les voir individuellement et pas en gros paquets. Nous avons été surpris de voir qu’ils étaient un petit peu vert au microscope alors qu’ils nous paraissaient blancs à l’œil nu.

Nous n’arrivons pas à vraiment comprendre ce que c’est, ou comment cela est apparu… Nous avons d’abord soupçonné l’arrosage, mais nous arrosons un peu moins que lors du premier essai de l’expérience, et surtout si l’arrosage était coupable, nous aurions de la moisissure dans les deux pots ! Nous sommes vraiment curieux d’avoir vos idées et vos avis sur ce problème … N’hésitez pas à nous donner vos solutions si vous en avez !

DONNEES DES CAPTEURS ENVIRONEMENTAUX

Marie : Alors Léa, il serait temps de se pencher sur le Mission Design¹ de notre mission vers Mars.

Léa : Oui en effet, la date approche, c’est dans 20 ans.

Marie : Au plus tôt…

Léa : Définissons peut-être déjà l’objectif de notre mission : est-ce qu’on envoie un orbiteur ? Un rover ? Une mission habitée ?

Marie : Les deux premières étapes de l’exploration ont été remplies : on a déjà envoyé des rovers tels que Curiosity et Persévérance, mais également des orbiteurs… Attends, je ne me rappelle plus de leurs noms, j’appelle Erin et Lise.

Erin et Lise : Il y a déjà eu Viking 1 en 1976, qui a survolé la zone nommée Cydonia Mensae.

Léa : Super. Vu que la mission Mars Sample Return, qui a pour but de ramener des échantillons Martiens sur Terre pour étudier la composition de la planète, est déjà en cours, on peut alors commencer le Mission Design d’une mission habitée.

Marie : On pourrait commencer par définir notre trajectoire. Pour cela, on doit prendre en compte la position relative de Mars par rapport à la Terre, mais en prenant en compte le temps de mission pour que Mars soit au plus proche de la Terre à notre arrivée… Cela peut faire varier la durée du voyage de 180 jours, soit environ 6 mois, et 430 jours, donc plus d’un an. En comptant le voyage aller, le voyage retour et le temps sur place, cela nous fait une mission d’environ 3 ans.

Léa : Je te propose un schéma classique : un transfert de Hohmann. Pour ça, il nous faut d’abord orbiter la Terre de façon circulaire. Regarde, je vais faire un schéma de la trajectoire complète…

Léa : Une fois qu’on est en orbite autour de la Terre, on pourra utiliser la propulsion de notre vaisseau spatial, pour s’extraire de la gravité terrestre…

Marie : …donc avoir une vitesse supérieure à 11,2 km/s…

Léa : … et passer sur une orbite elliptique dont l’arrivée sera Mars.

Marie : Puis, on change notre vitesse pour pouvoir nous mettre en orbite autour de Mars. Mais ce n’est pas la seule solution possible ! On pourrait faire le tour du Soleil pour utiliser sa gravité ?

Léa : Oui, on pourrait, mais le transfert de Hohmann est quand même plus simple. Si on reste sur notre idée initiale, il faudra enfin désorbiter un atterrisseur qui viendra se poser en douceur sur la surface de Mars.

Marie : Ok. Maintenant que notre trajectoire est définie, nous devons trouver une fenêtre de lancement et un lanceur adapté. La fenêtre de lancement se définit par la date souhaitée du départ, en prenant en compte la distance Terre-Mars à l’arrivée, mais également le site de lancement : sa disponibilité, sa position sur Terre et évidemment les accords politiques entre les pays.

Léa : Nous pourrions lancer proche de Kourou, en Guyane Française, car ce site est proche de l’équateur, ce qui permet une insertion plus facile en orbite, et moins coûteuse en carburant. Sinon, on pourrait lancer depuis Cap Canaveral, en Floride, sous réserve de l’accord de la NASA…

Marie : Parfait. Quelles sont nos options en termes de types de lanceurs ?

Léa : Déjà, il nous faut un lanceur lourd, c’est-à-dire qu’il doit être capable de mettre en orbite LEO² au moins 20 tonnes, et donc doit être particulièrement puissant au décollage. Donc, nos options seraient une fusée du type SLS, qui se dirige actuellement vers la Lune, ou la Falcon de SpaceX qui lance la capsule habitée Crew Dragon vers l’ISS. Sinon, il y a Soyouz, le lanceur russe, mais à voir en fonction de la situation géopolitique…

Marie : Attention, 20 tonnes en LEO ne signifie pas forcément 20 tonnes jusqu’à Mars ! Il faut prendre en compte le carburant et les ressources nécessaires au voyage. Par exemple, Ariane 5 peut, en théorie, transporter 5 tonnes jusqu’à Mars, et Saturne V peut, elle, en transporter 30…

Léa : Mais Ariane 5 n’est pas capable de transporter des êtres humains, non ? Et Saturne V n’est plus commercialisée.  De plus, Ariane 6 n’a pas encore développé sa capsule habitée, SUSIE…

Marie : En fait, vu la quantité de choses à emporter, peut-être que l’on devrait envisager un lanceur super-lourd, pour envoyer plus de 30 tonnes vers Mars?

Léa : Tu as peut-être raison… Mais avant de choisir, il faudrait d’abord estimer la quantité de ressources nécessaires à un voyage de 3 ans. On peut s’appuyer sur le fonctionnement de l’ISS, où il y a en permanence 6 astronautes à bord. D’après mes estimations, ça nous fait… 33 tonnes de matériel et de ressources !

Marie : Donc on partirait plutôt sur une fusée Falcon Heavy de SpaceX .

Léa : Nous avons donc un lanceur, une fenêtre de tir et une trajectoire. Maintenant, il faut que l’on caractérise notre vaisseau. Quelles contraintes doit-on prendre en compte ?

Marie : Tout d’abord, on sait qu’il y aura 6 astronautes à bord.

Léa : Oui, et qui dit vol habité, dit également protection de l’équipage. Il faut donc déployer un système de type « bouclier » pour protéger l’équipage des radiations, qui sont très dangereuses pour le corps humain³ !

Marie : Et c’est vrai que dans l’espace, près de la Terre, on peut atteindre des températures de près de -270°C, jusqu’à environ 120°C… Sans parler du décollage depuis la Terre, et de l’entrée dans l’atmosphère Martienne ! On doit prévoir un bouclier thermique.

Léa : Oui c’est vrai. En plus, pour subvenir aux besoins des astronautes durant le voyage, ce serait bien d’imaginer un système de support pour la vie en boucle fermée, c’est-à-dire qui recyclerait tous les déchets pour les réutiliser. C’est l’initiative actuelle de l’ESA, qui s’appelle MELiSSA⁴. Il pourrait recycler l’eau, l’air, mais également les déchets organiques, pour les réutiliser ensuite.

Marie : La protection de l’équipage doit aussi prendre en compte les débris spatiaux. Imagine, une micrométéorite se déplaçant à 7 km/s traverserait le vaisseau pressurisé comme dans du beurre !

Léa : C’est l’explosion assurée. On doit donc être capables de repérer les plus gros débris et de les éviter… Mais il nous faut également une protection solide qui permet d’encaisser les chocs des plus petits, et des plus communs.

Marie : Très bien. Mais d’ailleurs, pour que les astronautes puissent vivre dans le vaisseau pendant plusieurs mois, les plantes qu’ils pourront faire pousser grâce à MELiSSA ne suffiront pas… Il faudra penser à apporter de la nourriture lyophilisée, c’est-à-dire déshydratée. Les astronautes devront donc la réhydrater avant de la consommer.

Léa : C’est ce que nous avons pu expérimenter d’ailleurs durant notre mission analogue à la Mars Desert Research Station. Et je dois avouer que ce n’était pas si mauvais !

Marie : Oui !  Et plus tard, il faudra développer une stratégie pour mener à bien la mission une fois sur Mars. On pourra penser aux habitats, aux serres pour cultiver, au matériel scientifique et technologique… Mais on en parlera une prochaine fois !

1_ Mission Design : Processus de description d’une mission spatiale, de ses opérations, l’agencement de ses systèmes, la spécification de ses sous-systèmes. Il est important de s’assurer de sa qualité, et de pouvoir compter sur sa résistance

2_LEO : Low Earth Orbit, entre 500 et 1000 km d’altitude

3_Article corps humain

4_ Article MELiSSA (pas encore en ligne)

*Electrolyse : réaction qui a lieu lorsqu’on fait passer de l’électricité dans de l’eau, et qui permet de générer du dioxygène (que l’on respire) et du dihydrogène.

H₂O  =>  O₂ + H₂

Cours de Sylvestre Maurice, Stéphanie Lizy-Destrez, Minkwan Kim, Annafederica Urbano, Joan Pau Sanchez Cuartielles. Schéma ECLSS réalisé par Quentin Royer, modifié par Léa Bourgély et Marie Delaroche.

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On le sait, l’accès à l’espace représente une source infinie de connaissances, à la fois sur la Terre sur laquelle nous vivons, et sur l’univers lointain. Les chercheurs qui s’intéressent à ces domaines ont tout intérêt à envoyer leurs instruments dans l’espace pour faire avancer leurs sujets de recherche, allant du recul de la banquise en Arctique, à la découverte de lointaines exoplanètes. Mais il existe plusieurs obstacles, notamment le coût et la complexité de ces projets : il faut à la fois beaucoup de ressources et de nombreuses équipes compétentes pour développer de telles missions spatiales. C’est pourquoi aujourd’hui, ce sont principalement les agences spatiales, des organisations à l’échelle de pays ou même de continents, qui sélectionnent, financent et envoient en orbite certains projets de missions spatiales. Mais alors, comment des organisations comme la NASA* ou l’ESA* choisissent-elles quel projet sera développé, construit, puis enfin placé dans un lanceur ?

On peut distinguer deux grands types de missions spatiales : celles dont les instruments scientifiques pointent vers la Terre, et celles tournées vers le reste de l’univers. C’est d’ailleurs un peu comme cela que l’ESA classe les missions : deux des programmes (grand projet) principaux  de cette agence sont Cosmic Vision et Earth Explorer, qui adressent des questions très différentes. Pour Cosmic Vision, il s’agit de 4 interrogations, très larges, auxquelles les missions intégrées au programme doivent contribuer :

1. Quelles sont les conditions nécessaires à la formation de planètes et à l’émergence de la vie ?
2. Comment fonctionne le Système Solaire ?
3. Quelles sont les lois physiques fondamentales de l’univers ?
4. Comment s’est formé l’univers, et de quoi est-il fait ?

Si l’ESA a Cosmic Vision, la NASA, elle, possède plusieurs programmes !

Mais revenons en Europe. Le programme Earth Explorer de l’ESA, comme son nom l’indique, est un programme qui regroupe des missions d’observation de la Terre. Depuis l’espace, on peut réaliser des images très précises de la Terre, permettant de suivre l’évolution d’une région : son relief, son climat, son écosystème. L’objectif pour ces missions est de répondre à des questions importantes sur le climat, la géophysique* et les écosystèmes de notre planète. Par exemple, la mission EarthCare, qui avait pour objectif de déterminer la structure de nuages d’aérosols* et d’observer les radiations émises par la Terre, appartient au programme Earth Explorer.

Maintenant, imaginons que vous et votre équipe ayez un projet de mission spatiale. Il faut d’abord savoir à quel programme vous allez postuler. Quels sont les objectifs scientifiques de la mission ? Quelles mesures cherchez-vous à effectuer, et avec quels instruments ? À quelles contraintes êtes-vous soumis ?  Quel phénomène voulez-vous observer ? Pour soumettre une proposition, les réponses à toutes ces questions doivent être présentées en détail dans un Mission Proposal, en réponse à un appel à projet lancé par l’agence spatiale.

Une fois que vous avez constitué votre proposition (un document de plus d’une centaine de pages !), il y a trois étapes principales de sélection :

1. Tout d’abord, toutes les propositions sont évaluées par des Mission Assessment Groups, des comités constitués de professionnels indépendants de l’ESA. Ils évaluent votre proposition, et déterminent quel rôle l’ESA devra jouer au cours du développement de votre sonde spatiale. Par exemple , de quelle aide scientifique vous allez avoir besoin, quelles sont vos contraintes expérimentales, etc…
2. Puis, les résultats de cette première évaluation sont analysés par l’ESA, qui regarde ici principalement la possibilité technique de réaliser le projet, et son intérêt scientifique. Il doit aussi être en accord avec le cahier des charges* du programme ! Si vous passez cette étape, félicitations : le projet de votre équipe n’est plus qualifié de « proposition » mais de « mission » ! Par exemple, en 2007, pour l’appel à projet de Cosmic Vision, sur 50 propositions reçues, 7 missions ont été retenues.

Enfin, parmi les missions retenues, une dernière sélection se fait, déterminant laquelle d’entre elles va rentrer en premier dans les phases de développement. Même si vous en arrivez là, vous n’êtes pas au bout de vos peines : une mission spatiale se développe sur des années, voir des dizaines d’années ! Pour vous donner une idée, la mission Persévérance, programmée en 2014 et lancée en 2020, a été développée particulièrement vite pour une mission de cette envergure !

Astronaute, cosmonaute, spationaute… Tous ces mots ont leur place dans ce questionnement, mais ce n’est pas de cette subtilité-là dont nous allons parler. Orbiter autour de la Terre n’est pas une chance offerte à tout le monde, et elle implique de grandes responsabilités qui sont prises au sérieux par les agences spatiales. Ainsi, les futurs astronautes passent des longues et rigoureuses sélections, avant de suivre plusieurs entraînements. Dans cet article, nous allons nous axer sur les critères de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), mais il faut savoir qu’il existe plusieurs modes de fonctionnement possibles (NASA, JAXA,…).

Avant de devenir astronaute, donc, il faut candidater. Pour cela, plusieurs prérequis sont listés et accessibles au grand public sur le site de l’ESA ! Parmi eux, on note qu’il faut être citoyen de l’un des 22 pays membres ou associé de l’ESA. Il faut également être détenteur d’au moins un master en sciences naturelles, ingénierie, informatique ou mathématiques. Une alternative à une absence de diplôme Master serait d’être Pilote d’essai expérimental, ce qui est bien le cas de certains astronautes ! Par exemple, Sophie Adenot était pilote d’essai sur les hélicoptères. La difficulté de ce métier est sans aucun doute un bon entraînement pour la gestion du stress et pour apprendre à garder son sang-froid. Peut-être êtes-vous encore étudiant ou étudiante, et que vous cochez déjà ces deux premières cases. Nous avons pourtant le regret de vous annoncer qu’il vous faudra peut-être attendre encore un peu avant de pouvoir candidater : une expérience professionnelle d’au moins 3 ans est requise ! Ajouté à cela, il vous faudra des excellents niveaux en Anglais et dans une autre langue. Voici déjà des critères qui réduisent drastiquement la possibilité de candidater, mais ce n’est pas tout : un âge limité à 50 ans et une certification de bonne santé équivalente à celle d’un Pilote de classe 2 pourraient aussi vous exclure de la liste… Enfin, une des idées les plus communes concerne la condition sportive des candidats : faut-il être un grand athlète ? Il semblerait bien que non… Une bonne condition physique est évidemment nécessaire, mais être trop musclé ou trop sportif pourraient être un désavantage dans l’espace ! Une quantité trop élevée de masse musculaire à entretenir pourrait être trop contraignante dans l’ISS.

Malgré tous ces critères, pour l’ESA, en 2022, c’était 22 000 candidats qui ont quand même pu postuler !

Mais postuler ne fait pas tout, il faut maintenant passer la première sélection et se diriger vers les premiers tests. Les principales facultés concernées sont les compétences cognitives, c’est-à-dire la façon dont vous apprenez les choses. Puis les compétences techniques que vous pourriez posséder, mais également des exercices de coordination et des tests de personnalité. Un paramètre essentiel pour espérer devenir astronaute serait également de savoir travailler en équipe. En effet, être isolé du reste du monde pendant plusieurs mois avec un équipage multiculturel n’est pas chose facile, en sachant notamment à quel point les astronautes sont sous tension et ont une charge de travail élevée. Alors, ils sont également testés en groupe et doivent résoudre des problèmes où il est nécessaire de collaborer !

Nous continuons donc d’avancer dans la sélection, et admettons que vous ayez passé tous ces tests. Déjà, c’est un grand bravo : si vous en êtes arrivés jusque-là et que, malheureusement, vous ne vous retrouvez pas dans la sélection finale des astronautes, vous avez de grandes chances pour que l’ESA vous propose un poste ! Alors, vous allez pouvoir commencer à passer les tests médicaux. L’issue de ceux-ci sera tristement sévère : en orbite, le risque zéro n’existe pas, mais si l’on peut en diminuer drastiquement le pourcentage, alors c’est fait. Ainsi, les premières évaluations seront cliniques. On vous fera passer un questionnaire médical détaillé, incluant des questions sur la santé générale dans votre famille, et des consultations spécifiques réalisées par des médecins spécialistes de l’aviation, des ophtalmologistes (on peut porter des lunettes dans l’espace !), dentistes, psychiatres… Puis, l’on vous fera des prélèvements sanguins destinés à être envoyés en laboratoire : hématologie, biochimie, maladies infectieuses… et autres mots scientifiques ! Parmi tous les autres tests auxquels vous serez soumis, vous devrez aussi passer des IRM du cerveau, des enregistrements de votre rythme cardiaque sous effort maximal, et beaucoup d’autres échographies ou scanners. Votre corps sera testé de fond en comble, mais cela ne signifie pas qu’il faille être parfait ! Le choix, en effet, appartiendra bien aux médecins, qui peuvent très bien décider que certains soucis ne pourront pas poser de problèmes dans l’espace. Ces tests ont d’ailleurs lieu au DLR à Cologne (Allemagne), mais également au MEDES à Toulouse (France).

Votre phase de sélection se terminera alors par deux phases d’entretiens, et peut-être alors serez-vous sélectionnés… Imaginons-nous désormais que l’ESA ait annoncé officiellement que vous ferez partie du prochain équipage d’astronautes ! Votre nom et votre visage seront à présent affichés partout, et vous serez très demandé pour réaliser des interviews en tous genre. Ce sera également le début de votre petit tour du monde : il vous faudra vous rendre en Allemagne (EAC), en Russie (Moscou), au Japon (Tsukuba) et aux Etats-Unis (Houston) pour commencer votre entraînement ! Vous êtes alors qualifié d’ASCAN ou « AStronaute CANdidate », et vous allez pouvoir commencer votre première partie d’entraînement : le Basic Training… (cf autre article)

SOURCES : Cours de Space Medicine avec Anne Pavy-Le Traon, Laure Boyer, https://www.esa.int/

B Comet, tests médicaux :  Gray et al, 2019

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Vous venez de passer à travers la sélection ardue pour devenir Astronaute Candidate (ASCAN), et maintenant, vous avez été officiellement présenté au grand public ? Vous êtes apte à commencer votre Basic Training. Il durera une année complète, et aura lieu à l’European Astronaute Center (EAC) situé à Cologne, en Allemagne. Mais il ne sera pas unique, et sera suivi du Pre-Assignement Training, et de l’Increment Training.

Le Basic Training, dans le cadre de l’ESA*, est séparé en quatre principales parties, qui ont toutes leur importance. Les ASCAN réunis devront commencer leur entraînement par une introduction générale, qui leur donnera un point de vue sur l’état actuel du secteur spatial et sur l’histoire de la conquête spatiale. Ils doivent également être tenus informés des grandes décisions du gouvernement liées à l’exploration spatiale. Si l’espace n’appartient à personne, il est pourtant bien accessible à ceux qui le peuvent, et cela implique des collaborations internationales et des accords à mettre en place…

La seconde partie du Basic Training vous fera revenir à l’école si vous l’avez déjà quittée : vous réapprendrez les savoirs fondamentaux scientifiques, et serez remis à niveau sur les notions que vous auriez pu oublier. L’idée derrière ces cours est de permettre aux astronautes de remobiliser leurs connaissances, dans le but de préparer leur future profession d’astronaute. Cela signifie qu’ils apprendront des notions d’ingénierie spatiale, de génie électrique, d’aérodynamique* et bien d’autres. Mais prenez garde : leurs enseignants ne sont pas des professeurs, mais des pédagogues très spécialisés dans la transmission rapide et efficace du savoir, selon la méthode validée par l’ESA.

Une fois tout cela révisé et enregistré, les astronautes vont enfin pouvoir découvrir, de façon théorique, l’environnement dans lequel ils vont évoluer pendant plusieurs semaines ou plusieurs mois. Ils doivent comprendre parfaitement de quelle façon s’agence l’ISS, où se trouvent les objets dont ils auront besoin sur place, et quels systèmes ils devront être capables d’utiliser (voir de réparer !). Ce sont des notions essentielles au bon déroulement d’une mission à bord de la station. Enfin, la dernière partie de l’entraînement portera nos Astronaute Candidates encore plus loin: s’entrainer à devenir astronaute, c’est apprendre ce qu’est un astronaute, quelles sont ses missions et ses responsabilités… Ils vont donc développer des compétences spéciales, notamment apprendre à réaliser des docking (un cargo vient s’amarrer à l’ISS par exemple), à parler la langue Russe, à faire de la plongée sous-marine pour s’entraîner aux sorties extravéhiculaires (EVA, c’est-à-dire à se déplacer dans l’espace hors du vaisseau), mais ils vont également devoir en apprendre plus sur le comportement humain !

Le comportement humain étant l’un des paramètres clés pour qu’une mission se déroule au mieux, les astronautes doivent donc se familiariser avec la psychologie humaine dans des conditions complexes. Il n’est pas courant de se retrouver confiné pendant 6 mois, de voir un lever de soleil toutes les 45 minutes, ni d’avoir d’intimité… Mais il faut bien trouver une façon d’entraîner les astronautes, alors l’ESA a mis en place le CAVES Training (Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skills). Le concept est simple, mais alléchant : les astronautes doivent se rendre dans des souterrains (caves et grottes) pendant un certain temps, et y vivre. Ainsi, ils apprennent à communiquer de façon efficace, à prendre des décisions et à résoudre des problèmes de taille ! Comme quoi, il est enfin temps de laisser place à la pratique…

L’introduction aux différentes parties de l’ISS qu’ils ont vue dans le Basic Training n’est pas suffisante pour devenir un réel opérateur de la station. Alors, quand ils ont validé cette première étape, ils peuvent s’embarquer pour l’entrainement suivant : le Pre-assignement Training, qui consiste en un apprentissage détaillé des systèmes de la station. C’est aussi l’entraînement qui variera le plus en temps d’un astronaute à l’autre : ils restent à cette étape jusqu’à ce qu’ils soient assignés à une mission spatiale. Les astronautes en attente de travail peuvent donc y rester pour des durées allant de quelques mois à plusieurs années… Passant de pays en pays, ils traversent les différents sites d’entrainements situés aux Etats-Unis, au Japon, en Russie ou encore au Canada. Ils pourront alors s’entrainer sur différentes reproductions des parties de l’ISS, notamment celle du module Columbus pour la partie européenne. Un astronaute qui n’est pas en mission sera aussi une ressource précieuse pour ses camarades en vol : le cas extrême de la mission Apollo 13 en est un bel exemple. Lorsque Ken  Mattingly a vu s’annuler son vol vers la Lune, et remplacé à la dernière minute par Jack Swigert, il a été d’un support sans faille pour réussir à comprendre d’où venait le problème de la capsule qui a mis en danger la vie des trois astronautes.

Ajouté à tout cela, l’équipe pourra aussi être envoyée au milieu de la Sibérie pour un entraînement de survie, ou encore sous la mer dans le module Aquarius pour la mission NEEMO*. C’est l’Intensive Training.

« N’oublie pas que tout n’est qu’une seule chose. N’oublie pas le langage des signes. Et surtout, n’oublie pas d’aller jusqu’au bout de ta Légende Personnelle. » - L’Alchimiste, Paulo Coelho

Pour bien débuter la semaine, Yves et Mathurin ont ce matin entamé la dernière étape de l’expérience de photogrammétrie. Pendant leur EVA, ils se sont rendus à Kissing Camel Ridge afin de prendre des photos au drone de la zone et d’en générer des cartes en 2D et en 3D. Habituellement, nous explorons les zones plus au nord de la station, mais cette fois le site choisi est au sud ! Cela nous a fait découvrir de nouveaux paysages martiens… Pendant cette EVA, Yves et Mathurin ont eu besoin d’être accompagnés par un autre membre d’équipage. Cette fois-ci c’était Lise, et non pas Leo comme lors des deux dernières semaines. Lise, qui avait adoré faire partie des équipes de recherche de balises sur les précédentes destinations, s’est retrouvée de l’autre côté de l’expérience cette fois, et elle a tout autant aimé ! Son rôle, avec Yves, était de placer les balises pendant que Mathurin prenait des photos au drone. Dans la semaine, il y aura donc des nouvelles équipes de recherche avec la carte 3D et 2D, pour la dernière session de cette expérience qui nous a tous beaucoup plu !

Dans la matinée, Léa et Marie ont écrit de nouveaux articles de vulgarisation pour notre site internet pendant que chaque membre d’équipage qui n’était pas en EVA accomplissait les tâches prévues à son planning, comme de la gestion de données d’expériences ou bien encore des tests cognitifs dans le GreenHab ou le Hab.

L’activité proposée par MELiSSA, qui consiste à nous faire cuisiner des repas avec des légumes frais et non pas uniquement de la nourriture lyophilisée, continue de régaler l’équipage certains midis ! Aujourd’hui par exemple, Léa et moi avons concocté un très bon carrot cake pour le repas. Les membres de l’équipage de retour d’EVA étaient ravis de ce bon repas après une longue sortie. Ensuite, en début d’après-midi, Lise et Mathurin ont essayé de résoudre les problèmes qu’ils avaient dans le code pour les données des montres et de la balance, et de mettre en commun ce qu’ils avaient fait chacun de leur côté. En fin d’après-midi, nous avons tous pu profiter du bonus MISS-U ! L’objectif de MISS-U était de montrer à certains membres d’équipage des vidéos en réalité virtuelle de leurs proches, le tout en stimulant tous les sens. Mais nous avons appris que les chercheurs de cette expérience nous avaient préparé des bonus, et ce pour tous les membres de l’équipage ! Nous avons été enchantés de découvrir une vidéo personnalisée pour chacun de nous où Arnaud Prost, astronaute réserviste français, nous encourageait pour la fin de notre mission ! Cette vidéo a remonté le moral de tout l’équipage et donné une envie encore plus forte de donner notre maximum pour terminer en beauté toutes nos expériences !

Comment évolue le corps humain dans l’espace ?

Si le corps humain a su évoluer et s’adapter à son environnement pendant des milliers d’années, le XXIe siècle lui offre de nouveaux défis : la Terre certes, mais qu’en est-il de l’espace ?  Si les premières grandes migrations nous ont bien appris quelque chose, c’est que le corps humain sait s’adapter, et de façon étonnamment rapide. Les premiers astronautes en orbite, eux, continuent de nous approvisionner en données riches et passionnantes sur ce nouvel environnement, bien plus hostile que n’importe quel endroit sur Terre.

L’espace peut se caractériser d’un point de vue scientifique comme un milieu inconnu, infini et passionnant. Quand on imagine un astronaute, on le voit tout de suite qui « flotte » dans cet environnement. Cette micropesanteur nous est inconnue sur Terre (à quelques exceptions près, comme les vols zéro G), et a des impacts considérables sur le corps humain.

• Le Fluid Shift (déplacement des fluides)

Sur Terre, la gravité attire vos fluides corporels jusqu’à vos pieds en continu, forçant le cœur à réagir comme une pompe pour tracter le sang jusqu’à votre cerveau. Si vous annulez ou diminuez drastiquement cette force puissante, votre cœur bat toujours aussi fort, mais rencontre moins de résistance: vos fluides corporels seront donc tractés dans votre tête. C’est ce que l’on appelle la « Puffy Face », que vous pouvez retrouver sur tous vos astronautes favoris : un visage rouge, gonflé, qui les rend méconnaissables. Après quelques jours d’adaptation, les fluides se régulent à nouveau, le cœur comprenant qu’il a besoin de moins travailler pour déplacer le sang. C’est début du déconditionnement cardio-vasculaire.

• Le déconditionnement cardio-vasculaire

Un cœur qui a besoin de battre deux fois n’en battra pas trois… et cela, le corps l’a bien compris : en s’adaptant aux conditions spatiales, le corps se régule afin de dépenser le moins d’énergie possible. Ces adaptations couplées à la diminution des activités physiques (n’oublions pas que les astronautes dans la Station Spatiale Internationale vivent dans un espace clos et étroit) engendrent notamment des intolérances orthostatiques. Un bien grand mot pour décrire cette terrible sensation d’évanouissement lorsque vous vous levez trop vite de votre lit… Peut-être avez-vous vu cette vidéo de l’astronaute Heidemarie Stefahyshyn-Piper qui ne pouvait s’empêcher de s’évanouir à son retour sur Terre ? Mais cela n’est pas uniquement lié à ce déconditionnement, on peut également évoquer l’atrophie musculaire et la fragilisation des os.

• L’atrophie musculaire et les os fragiles

Les marathonien et nageurs vous expliqueront avec conviction les effets de leur sport sur leur corps : les micro-choc créés lors de la course à pied aident au renforcement des os en les rendant plus solides. La nage, elle, est bien connue pour les personnes qui souffrent de douleurs liées aux chocs : un sport sans traumatismes, semblable aux conditions spatiales.  Dans l’espace, en raison du manque d’activité physique et de microtraumatismes, les muscles s’atrophient et les os deviennent poreux (ils sont pleins de trous). Le calcaire de ces derniers est évacué dans les urines peuvent s’agglomérer en caillots dans la vessie et causer de terribles douleurs aux astronautes. Quant aux muscles, eux, ils entrent en phase d’hibernation : rendus de moins en moins utiles, ils se mettent au repos et perdent en volume !  Ce phénomène est extrêmement visible dans les muscles des jambes, ce qui donne l’effet « Chicken Legs ».

On peut s’en protéger en choisissant de manière éclairée quels matériaux utiliser pour protéger les astronautes, permettant d’absorber certains types de radiation. On utilise alors la technique du « mille-feuilles » (ou du sandwich) qui consiste à superposer plusieurs couches de différents matériaux, et de différentes épaisseurs ! Les agences spatiales ont des standards permettant de réguler la dose de radiations maximale « acceptable » pour un astronaute, dépendant de son âge lors de la première exposition et du genre de la personne. La raison de la différence entre hommes et femme est liée à la protection de certains organes féminins tels que l’utérus ou les seins, qui ont la possibilité de multiplier très rapidement les cellules mutées par les radiations, et donc ont plus de chances de développer des cancers rapides…

Peut-être vous demanderez-vous pourquoi la quantité maximale de radiations augmente avec l’âge de la première exposition à celles-ci ? Alors que l’on aurait tendance à penser qu’un corps âgé serait beaucoup plus sensible, la logique est toute autre : plus l’on vieillit, moins il nous reste de temps à vivre et donc, par extension, de temps pour développer un cancer !

ANNEXES :

« J’ai déjà traversé bien des fois ces étendues de sable, dit un soir un chamelier. Mais le désert est si vaste, les horizons si lointains, qu’on se sent tout petit, et qu’on garde le silence. » - L’Alchimiste, Paulo Coelho

Ce matin a eu lieu la dernière EVA de l’équipage 293 à Candor Chasma ! Léa et moi devions trouver les 12 balises réparties dans le canyon. Nous avions préparé cette expédition à l’aide d’une carte 2D hier soir, ainsi qu’une carte topographique. Mathurin était avec nous en EVA, et son rôle était de compter nos pas, prendre des notes sur nos temps et nos performances. En se rapprochant de la zone en rover, Mathurin a dû stopper son rover plus tôt que Léa et moi, car sinon il n’aurait pas eu assez de batterie pour le retour. Léa et moi avons continué la route au volant de Opportunity, afin de se rapprocher au maximum de Candor Chasma et de limiter le temps de marche avant d’arriver dans le canyon. Bien évidemment, nous n’avons jamais perdu Mathurin de vue, et nous sommes bien arrivés au plus proche du canyon que notre rover nous le permettait. Bien que nous ayons trouvé presque toutes les balises en moins d’une heure et demie, l’équipe 3D a été plus efficace que nous hier… Mais nous sommes très fières d’avoir réussi à en trouver autant, nous avons été meilleures qu’à North Ridge la semaine dernière ! De plus, aller à Candor Chasma signifie profiter de sa géologie exceptionnelle. En arrivant au bout de la zone de recherche délimitée, nous étions émerveillés de voir à quel point le canyon s’entendait encore sur de nombreux kilomètres. Les grandes tours de roches qui nous entouraient nous ont vraiment donné le sentiment d’être minuscules face à l’immensité de la nature martienne !

En rentrant de l’EVA, nous étions très fatigués. En effet, 4 heures de marche sous le soleil martien, en grimpant le long des parois rocheuses, c’est épuisant ! Nous avons eu la chance de n’avoir qu’à se mettre à table en rentrant : une bonne purée de pomme de terre MELiSSA nous attendait ! Pendant le repas, nous avons raconté notre EVA au Crew, et les membres d’équipage restés dans la station nous ont raconté leur matinée. Yves, qui était notre HabCom, nous avait préparé un brownie pour le dessert, Leo s’est occupé du GreenHab, et Marie et Lise se sont confrontées aux problèmes de logiciel et de matériel d’EchoFinder. Tout le monde a été très productif pendant l’absence de l’équipage en EVA !

Dans l’après-midi, après un temps de repos assez conséquent pour certains membres de notre équipage, chacun a suivi ses activités prévues au planning. Léa a pu faire des observations solaires très impressionnantes et ainsi avancer dans son projet d’astronomie. Yves et Marie ont tenté de faire fonctionner le matériel d’EchoFinder lors d’une autre session, ce qui ne s’est pas avéré très concluant… Lise et Leo, et ce depuis plusieurs jours, nous préparent en secret une activité pour demain, qu’ils ont finalisé aujourd’hui. Nous avons hâte de découvrir ce qu’ils nous ont préparé et de profiter de la journée de demain pour nous reposer et entamer notre dernière semaine de mission en pleine forme !