Cette expérience, centrée sur la physiologie et les facteurs humains, est réalisée en collaboration avec la compagnie SPACEMEDEX. Celle-ci porte sur la réalité virtuelle et l’exercice physique pour maintenir la santé mentale et la force musculaire en situation d’isolement. L’isolement ayant un impact négatif attendu sur la motivation et l'adhérence à l’exercice, la réalité virtuelle serait utilisée pour l'atténuer. Les sujets seraient donc équipés de capteurs de mouvements et EMGs (dispositif pour étudier la fonction des nerfs et muscles) pour analyser la qualité du mouvement et la contraction musculaire.

Ce projet a deux buts différents. Le premier étant de créer un dispositif qui permettrait d’aider les astronautes à rester motivés pendant toute la mission, qui pour un voyage sur Mars, sera plus longue que les missions ISS. Le deuxième but est de créer un dispositif médical pour aider à la réhabilitation de patients atteints de problèmes moteurs et de développer un technologie d’auto-correction du mouvement.

Réaliser cette expérience dans la MDRS ou un autre environment d’isolation contrôlé comme Mars500 ou SIRIUS est crucial. Pour toute expérience de facteurs humains, chacun des sujets de l'expérience doit vivre dans le même environnement contrôlé, le plus proche de la réalité dans laquelle le dispositif serait utilisé. Cela permet de s’assurer que les changement de comportement observés, positifs ou négatifs, viennent bien de l'expérience et pas d’un autre facteur indépendant de la volonté des chercheurs. C’est seulement dans de telles conditions que l’efficacité d’un dispositif peut réellement être prouvée.

La mission MDRS nous offre l'opportunité d'étudier l’adaptation individuelle et sociale à l'isolement. Cette année, nous avons la chance de collaborer avec deux laboratoires de facteurs humains sur ce domaine. Ces laboratoires, reconnus pour leurs travaux sur les simulations analogues, nous permettent de découvrir l’aspect psychologique des missions spatiales. C’est réellement passionnant car nous bénéficions de leur précédentes expériences avec les agences spatiales européenne et russe. C’est également un très bon complément à la formation technique que nous recevons à Supaéro !

Les expériences  que nous emmèneront permettront d'étudier, d'une part, l’adaptation au stress et, d'autre part, le fonctionnement du groupe en milieu fermé (relations interpersonnelles, cohésion, leadership…).

Ces différents aspects sont reconnus comme étant cruciaux à l’adaptation à un milieu extrême, mais peu de protocoles ont étudié leur évolution dans le temps au cours d'une simulation spatiale. Pour cela, nous utiliserons un nouveau type de questionnaire d'auto-évaluation, issu d'études menées pendant plusieurs années et dans différentes situations extrêmes (stations polaires, simulations spatiales).

Cet appareil appelé AQUAPAD, qui a déjà été emmené dans l’ISS, nous servira à mesurer la qualité de l’eau quotidiennement. Il s’est avéré très utile lors des missions passées, puisqu’il a déjà témoigné d’une qualité insuffisante de l’eau potable utilisée par l’équipage.

L’objectif de cette expérience est de prouver que l’utilisation de drones (à l’image de Ingenuity qui arrivera sur Mars avec Perseverance en Février 2021) est pertinente pour l’exploration martienne. Afin de démonter ce point, nous allons tester l’apport des drones lors de sorties extra-véhiculaires (que nous réalisons chaque jour dans la MDRS). Le scénario est le suivant : grâce à des images prises par satellite, ou lors d’un survol de notre drone, nous avons repéré un point d’intérêt majeur (intérêt géologique ou biologique). Nous décidons donc de réaliser une EVA afin d’aller faire des études ou des prélèvements sur place.

Il nous faut alors définir l’itinéraire que nous allons emprunter pour rejoindre notre cible. Actuellement la solution qui est utilisée est de se servir de la carte 2D qui est fournie par la Mars Society. Le problème, c’est qu’on ne peut pas prévoir ni le relief ni d’éventuels obstacles pouvant rallonger l’EVA ou la rendre physiquement très demandante (1). En réalisant une carte 3D des alentours de la cible, grâce aux drones prêtés par l’entreprise Parrot qui a décidé de nous soutenir cette année, nous espérons prouver que, statistiquement, les EVA réalisées avec la carte 3D sont plus courtes (en temps et en distance) et moins traumatisantes physiquement (2). Ces données seront mesurées à l‘aide de dispositifs connectés équipés de GPS et de capteurs cardiaques.

Cette expérience que nous apportons pour la toute première fois est pour nous l’une des plus excitantes. L’impression 3D est en effet un dispositif qui rentre parfaitement dans le cadre d’une simulation analogue, puisqu’il est tout à fait possible que ce genre de dispositif soit emmené à bord de futurs vols habités. Cela permettra de recycler du matériel et des outils, ce qui aura comme conséquence un gain considérable de place. L’intérêt de la réparation par impression additive a pourtant souvent été négligé dans le domaine du spatial, et notamment en France. Nous avons donc à coeur, avec Mr. Gourinat, de prouver l’intérêt d’une telle technologie via une démonstration que nous réaliserons dans la MDRS. Cette démonstration se veut la plus fidèle possible aux conditions réelles.

Elle consistera en la réparation d’une structure carbone impactée. Nous avons à disposition un plancher d’avion donné par l’école que l’on pourrait  apparenter à un élément de la station MDRS (coque protégeant des UV par exemple). Après avoir pris note du dégât fictif sur la coque anti UV, l’équipage établira une réunion d’urgence, transmettra le problème à la Terre (ici Supaéro) qui renverra un fichier lisible par le software Cura 3.0.2. Ce fichier contiendra la structure (plastique pour la simulation) réparatrice imprimable en 3D. Après impression, une EVA sera réalisée afin de réaliser la réparation.

A travers cette expérience, qui présente un immense intérêt pour nous, nous aurons la possibilité d’utiliser un appareil de pointe, et d’illustrer par une démonstration complète son intérêt dans le domaine du spatial.

Le LOAC (Light Optical Aerosol Counter) et Mega-Ares sont des instruments de mesure développés par le LPC2E, un laboratoire du CNRS à Orléans qui sont chaque année amenés dans la station. Le LOAC est un compteur optique d’aérosols, mesurant les concentrations des différentes particules dans l’air et les classant par leurs tailles. Mega-Ares permet de mesurer précisément le champ électrique et la conductivité de l’air. Il a été développé dans la lignée de Micro-Ares, la seule charge utile de l’atterrisseur Schiaparelli (mission ExoMars 2016).

Cette expérience, que nous a proposée Mme Rissons, s’inscrit dans le cadre des recherches du DEOS (ISAE) sur les communications optiques en espace libre. La MDRS bénéficie en effet d’un milieu extérieur très poussiéreux, ce qui s’avère être gênant pour les communications lasers. L’expérience que nous confie le DEOS consiste à transmettre des informations par faisceau laser sur une distance d’un kilomètre. La qualité du transfert d’informations sera ensuite corrélée à la concentration en aérosol pour déterminer l’impact des aérosols sur les communications optiques. Cela permettra également de valider certains modèles développés par les chercheurs du département. Ce projet est l’occasion pour nous de manipuler et mettre en place des protocoles d’optique mais c’est surtout l’occasion d’aider l’un des laboratoires de l’école dans ses recherches.

C’est là que le club M.A.R.S. et la MDRS entrent en scène. Friands de vulgarisation scientifique, nous avons donc choisi d’axer nos interventions dans le cadre de ce projet. Cette année, nous intervenons dans les différents établissements de l’académie de Toulouse afin de présenter les enjeux de la mission MARS 2020, et mettre en avant le rayonnement scientifique de la région. Au delà de ces moments de partage et d’échange avec les élèves, nous sommes régulièrement sollicités par OSE pour participer au développement de la mallette. Les étudiants du club se sont rassemblés à travers 3 groupes de PIC (Projet Innovation Créativité de la première année du cursus ingénieur) et l’objectif est clair : intégrer des capteurs dans la mallette, voir comment utiliser des données de mission collectées par le CNES et l’IRAP, élaborer des présentations dynamiques de la mission ou encore organiser une exposition photo centrée autour de la planétologie comparée.

Enfin, l’enjeu est d’autant plus intéressant que cette mallette se veut pluridisciplinaire, dans la mesure où elle proposera également une analyse géopolitique et littéraire de l’exploration spatiale. Nous nous impliquons dans ce projet car nous avons à coeur de promouvoir l’égalité des chances. Cette mallette permettra peut-être d’encourager les jeunes à se lancer un jour dans des projets scientifiques audacieux. C’est aussi l’occasion pour eux de rencontrer des anciens membres du club comme Victoria Da-Poian ou Inès Belgacem (marraine du programme OSE) qui aujourd’hui ont la chance de travailler sur de telles missions.