Description de la mission 263

Le but de cette expérience est double :

→ Évaluer notre capacité à réaliser une tâche complexe (technique, peu familière) dans un milieu contraint, et dans un contexte d'isolement (répétition de l'expérience au début, au milieu et à la fin de la mission).

→ Montrer l'intérêt d'utiliser la ionosphère dans l'exploration martienne, dans le cadre des radiocommunications longue distance, sans recours à des orbiteurs (permet de réduire les moyens engagé dans des missions futures, ou bien d'un protocole de sécurité en cas de défaillance de satellites de communication).

Les stations radioamateurs sur Terre présentent un intérêt qui s'illustre expressément dans les situations d'urgence. Pour le cas de la France, on peut citer la tempête Xynthia où les bénévoles radioamateurs se sont mobilisés pour prendre le relais des réseaux de communication traditionnels hors service. Ou à une échelle globale, les radioamateurs sont des points clés pour la communication des secours ( https://www.rtbf.be/info/regions/detail_attentats-blackout-catastrophe-naturelle-quand-les-radioamateurs-secourent-les-secouristes?id=10345076 ), en relayant les réseaux satellites rendus inefficaces (saturation…).

Dans le cadre de l'exploration spatiale, ce type de pratique peut aider à gérer des situations non nominales, d'urgence, et même dans des cadres moins extrêmes. L'avantage d'une telle pratique, c'est de réaliser des échanges longue distance sol-sol, sans l'usage d'orbiteurs, qui seront forcément moins nombreux que ceux autour de notre Terre, et dont le contrôle est plus délicat… D'autant plus qu'il peut y avoir des défaillance et, dans ce cadre la des systèmes de redondances ne sont pas toujours prévus à cause des investissements que cela demande (économiques, humains…). Alors, lorsque l'on se trouve en présence d'un astre avec une ionosphère, cette méthode permet de parcourir de très grande distance grâce à la réflexion sur les particules chargées, et le système prend alors une autre dimension. On peut être rêveur et imaginer un jour des bases martiennes éloignées de milliers de kilomètres communiquant sans même recours à un réseau satellite!

Cette expérience unique va nous permettre d’explorer la géologie des environs de la station MDRS. Pour cela nous utiliserons un instrument de spectroscopie laser induite, appelé la LIBS, qui permet, en tirant sur une roche avec un laser, de déterminer la composition d’une roche en analysant le spectre de la lumière émise par le plasma créé par l’impact du laser.

C’est sur ce principe que l’un des 5 instruments présents sur SuperCam du rover Perseverance fonctionne et permet d’analyser la géologie martienne et de chercher des traces d’eau et de vie passée sur la planète rouge.

Grâce à cet instrument nous irons analyser les structures rocheuses issues de différentes époques géologiques autour de la station. A travers cette étude, nous pourrons effectuer une comparaison des campagnes géologiques effectuées par un opérateur humain et par un opérateur robotisé.

Pour cette expérience nous avons la chance de travailler avec Dr. Rapin, chercheur à l’institut d’astrophysique et de planétologie (IRAP Toulouse), Pr. Bousquet de l’université de Bordeaux. Nous sommes aussi en partenariats avec SciAps pour utiliser leur LIBS Z-903 durant notre mission.

L'équipage testera une application de réalité augmentée développée dans le but de fournir un support lors des activités extra-véhiculaires. Montée sur Microsoft HoloLenses, qui agira comme un affichage tête haute pendant l'EVAS, l'application permet aux astronautes analogiques de prendre des photos et d'identifier le bon emplacement pour la collecte d'échantillons. De plus, il permet de placer des drapeaux lors de l'EVA, afin d'optimiser le trajet de retour à la base, ce qui permet de gagner un temps précieux.

Les futures missions spatiales habitées sur la Lune ou Mars représentent un environnement extrême pour le corps humain. De nombreux effets de la microgravité sur la santé ont été observés lors des vols spatiaux et il a également été prouvé que l'isolement engendré dans de telles missions pouvait affecter le système nerveux. Par conséquent, il est important d'effectuer une surveillance médicale de l'astronaute pendant les missions spatiales habitées.

L'échographie est une méthode non invasive et portable parfaitement adaptée aux vols habités permettant de sonder de manière rapide et fiable les organes des astronautes. Nous effectuerons pendant notre mission une surveillance médicale de nos organes par échographie, à l'aide de protocole du CADMOS (Centre d'Aide au Développement des Activités en Micropesanteur et des Opérations Spatiales) CNES et d'appareil d'échographie de Sonoscanner. L’expérience permettra de valider l’utilisation autonome de l’échographe par un opérateur non formé durant une mission spatiale habitée ainsi que d’observer l’effet de l’isolement sur les organes.

Thomas Pesquet a également effectué une surveillance médicale autonome dans le cadre de la mission Proxima.

Nous avons l’honneur d'être aidés par l'expertise du Professeur Philippe Arbeille pour cette expérience.

Lors de notre mission, nous tenterons d’étudier la corrélation entre les capacités cognitives de l’astronaute, l’efficacité dans les activités effectuées et le sommeil. En effet, au cours d’une mission longue telle d’une mission vers Mars, l’efficacité du sommeil des martionautes sera primordiale pour maintenir un taux d’efficacité dans les tâches complexes optimal mais aussi pour le maintien d’une bonne ambiance au sein de l’équipage.

La surveillance du sommeil lors des actuelles simulations de vie martienne ou lunaire va nous permettre d’anticiper les dégradations des cycles des astronautes au cours de leurs missions mais aussi de quantifier la gestion du stress et la dégradation des capacités sociales et techniques des participants.

Au sein de la station spatiale internationale, une étude du sommeil de Thomas Pesquet à l’aide d’un bandeau Dreem à déjà été menée. Cependant les données recueillies sont des données ponctuelles : Mr Pesquet aura porté en tout 6 nuits son bandeau : deux nuits avant la mission, deux nuits pendant et enfin deux nuits après. L’équipage MDRS Supaero 206 a effectué une étude du sommeil à l’aide de bandeaux Dreem qui a été primée à l’International Astronautical Congress 2019. Durant notre mission, l’objectif sera d’évaluer de manière continue tout au long de notre mission l’impact de ce confinement sur notre sommeil à l’aide de ces mêmes bandeaux Dreem, prêtés par le CNES mais aussi de l’entreprise DREEM elle-même. Nous tenterons de corréler ces données avec l’efficacité dans nos activités et la cohésion de l’équipage au cours de la journée. Cette étude complétera les données de l’étude en 2019.

Nous avons eu la chance de rencontrer le Dr Rachel Debs, neurologue spécialiste du sommeil au CHU de Toulouse, qui a pu nous accompagner dans l’élaboration de notre protocole de suivi. A l’aide de ses conseils nous élaborerons aussi des stratégies pour optimiser notre sommeil et mieux gérer notre fatigue grâce à des siestes, des routines ou encore de la relaxation.

La station dispose de trois observatoire, l'astronome aura alors plusieurs missions :

-Observer quotidiennement l’activité solaire et reporter le nombre de tâches solaires à l’aide du Musk observatory. L'observation du soleil serait indispensable pour de futurs martionautes vivants à la surface de Mars. En effet, entre la perte de son champ magnétique et de son atmosphère, la surface de Mars est exposée à des niveaux de rayonnement beaucoup plus élevés que la Terre. En plus d’une exposition régulière aux rayons cosmiques et au vent solaire, la planète rouge reçoit occasionnellement des explosions mortelles qui se produisent lors de fortes éruptions solaires.

- S’exercer à l’astrophotographie de galaxies et nébuleuses à l’aide du télescope grand angle situé à l’extérieur de la station MDRS.

- Utilisation du troisième télescope, spécialisé dans la recherche d'événements astronomiques, pour essayer de mettre en évidence la présence d’une exoplanète en retraçant la courbe de luminosité d’une étoile variable autour de laquelle transite une exoplanète.

Mise en évidence de l’utilité des drones lors du sauvetage ou de la recherche d’astronautes en danger durant une EVA. Le drone est équipé d’une caméra thermique afin de faciliter la recherche. Deux situations seront mises en place, une première sans le drone où l’équipage devra s’organiser pour mettre en place le sauvetage d’un membre à l’extérieur de la station; la deuxième avec le drone. Une troisième situation pourra être mise en place avec les lunettes de réalité virtuelle pour savoir si celles-ci sont utiles dans ce type de situation.

Nous avons à cœur de donner du sens à nos expériences. En tant qu'étudiants passionnés, nous avons voulu cette année partager notre passion avec des lycéens et des collégiens en France et en Espagne. Nous allons donc, avec eux, réaliser des expériences qui gravitent autour des sciences de la conquête spatiale, dans le but de les sensibiliser à ces enjeux, les initier à la démarche scientifique, et nous espérons les motiver à poursuivre leurs études dans ce domaine!

Au programme, trois expériences à mener en parallèle de notre mission :

→ mise en évidence du gravitropisme des plantes, phénomène actuellement à l'étude pour d'éventuelle plantation sur d'autres astres que notre planète bleue

→ élaboration de protocoles de sécurité dans un contexte contraint que représente une station martienne : comment réagir dans telle situation d'urgence?

→ introduction à l'astronomie : quel est l'intérêt de surveiller rigoureusement l'activité du soleil sur Mars? Comment le surveiller? Et plus généralement, les élèves seront initiés à l'observation des phénomènes astronomiques tels que les nébuleuses !

Pour se faire, nous nous rendons dans les diverses classes en amont de notre mission pour préparer nos expériences, en collaboration avec les professeurs de ces différents lycées. Ensuite, une fois là-bas nous les mènerons et partagerons nos résultats en léger différé par l'intermédiaire d'un podcast “Journal de Bord MDRS” qui sera disponible publiquement. Cela permettra un suivi plus proche et plus interactif de notre aventure par les jeunes étudiants.

Une fois de retour nous retournerons dans ces classes pour partager nos expériences et nos résultats en présentiel.

Cette expérience a aussi pu être réalisée grâce à l'aide d'Ose, l'association d'ouverture sociale de l'ISAE Supaero, qui nous a mis en contact avec les collèges et lycées d'Occitanie !