Thomas Pesquet: cinq expériences pour préparer Artemis

Le 23 avril dernier, vous étiez nombreux à suivre le départ de la mission Crew-2 sur le live YouTube du Journal De l’Espace. Pour son deuxième séjour dans l’espace, Thomas Pesquet réalisera une douzaine d’expériences françaises développées par le CNES (Centre National des Etudes Spatiales) et le CADMOS (Centre d’Aide au Développement des Activités en Micropesanteur et des Opérations Spatiales) pour préparer notre retour sur la Lune.
Chang'e 4
L'atterrisseur lunaire Chang'e 4 pris en photo par le petit rover chinois Yutu-2. La flèche route indique la position de l'instrument utilisé pour mesurer les radiations reçues. Crédits: CNSA/CLEP/NAOC
Organoïdes cérébraux
Les organoïdes - de minuscules morceaux de tissu auto-organisés qui peuvent simuler le tissu cérébral humain dans les expériences - sont actuellement assez simples. Crédits: Alysson Muotri

1 - Cerebral Ageing: l’impact des radiations sur le cerveau

À 400 km d’altitude, les astronautes de la Station Spatiale Internationale (ISS) sont bombardés de rayonnement ionisants: en orbite basse, ils reçoivent une dose moyenne cent fois supérieure à celle que l’on reçoit sur Terre. Pour comprendre l’impact de ce rayonnement à l’échelle cellulaire, Thomas Pesquet travaillera avec des petits cerveaux de synthèse: des organoïdes cérébraux. 

Cultivées en impesanteur, les cellules nerveuses seront ramenées sur Terre pour analyser leur croissance et leur vieillissement. Cette expérience servira notamment à préparer les futurs expéditions à la surface de la Lune, où l’atterrisseur Chang’e 4 a récemment mesuré un taux de radiation deux fois supérieur à celui reçu à bord de l’ISS.

Chang'e 4
L'atterrisseur lunaire Chang'e 4 pris en photo par le petit rover chinois Yutu-2. La flèche route indique la position de l'instrument utilisé pour mesurer les radiations reçues. Crédits: CNSA/CLEP/NAOC

2 - Lumina: mesurer les radiations cosmiques sur la Lune

Utilisée dans la construction des satellites en orbite géostationnaire, les ingénieurs ont remarqué que la fibre optique noircissait lorsqu’elle était exposée aux radiations cosmiques. En atténuant le signal lumineux qui les parcourt, ce noircissement peut fournir une mesure indirecte de la quantité de radiations reçue à bord de l’ISS. 

Pour vérifier ce concept, Thomas Pesquet installera Lumina, un dosimètre expérimental qui contient deux bobines de fibre optique longues de plusieurs kilomètres. Si l’expérience est réussie, cette technologie pourrait être miniaturisée et adaptée aux combinaisons spatiales des missions Artemis, protégeant les astronautes lors de leurs sorties extravéhiculaires à la surface de la Lune.

Echantillons de verre
Obscurcissement d’échantillons de verre soumis à des doses de radiations ionisantes croissantes. Crédits : UJM/Laboratoire Hubert Curien/Timothé Allanche.
"Grâce à de futurs dosimètres à fibre optique, on espère voir les prémices des éruptions solaires et pouvoir prévenir les astronautes avant les pics de radiations, avec un préavis d’environ une heure, pour qu’ils se mettent à l’abri "
Florence Clément
Responsable de l’expérience Lumina au CADMOS
Lumina
Avec ses deux bobines de fibres, le volume de Lumina ne mesure que 27 x 27 x 10 cm. Facilement miniaturisable, des patchs à fixer autour des bras des astronautes pourraient être fabriqués pour mesurer les doses de radiations reçues lors de sorties extravéhiculaires à la surface de la Lune. ©CNES – GRARD Emmanuel, 2021

3 - Dreams: améliorer le sommeil des astronautes en apesanteur

Voyageant à 28800 km/h autour de notre planète, la station spatiale fait un tour complet de la Terre toutes les 90 minutes. En 24 heures, les astronautes de l’ISS voient donc le soleil se lever et se coucher 16 fois, un phénomène qui perturbe leur horloge biologique et leur équilibre hormonal. 

Pour étudier comment l’organisme de Thomas Pesquet s’adapte à ce nouveau rythme, l’astronaute dormira avec Dreams: un bandeau frontal munis de capteurs qui analysent les cycles de son sommeil. À plus long terme, cet outil sera particulièrement utile pour comprendre l’impact du confinement et de la microgravité lors des longs voyages vers la Lune et Mars.

Bandeau Dreams
Bandeau du sommeil de l'expérience Dreams. Crédits: CNES/Thierry De Prada
Bandeau Dreams
Bandeau du sommeil de l'expérience Dreams. Crédits: CNES/Thierry De Prada

4 - Immersive Exercice: garder le moral loin de la Terre

Pour contrer les effets de la micropesanteur sur leurs corps (perte de masse musculaire, affaiblissement des os…), les passagers de la station internationale sont contraints de faire deux heures de sport quotidiennes. Dans l’environnement clos de l’ISS, cette tâche devient vite répétitive et lassante. 

Pour tenter d’y remédier, l’expérience Immersive Exercice proposera à Thomas Pesquet d’enfiler un casque de réalité virtuelle. Synchronisées avec les pédales de son vélo, des images filmées à 360 degrés permettront à l’astronaute français de s’évader un instant pour visiter Paris et Marseille. À 400 000 kilomètres de la Terre, cette technologie sera essentielle pour booster le moral des astronautes d’Artemis.

Thomas Pesquet sur le CEVIS
L'astronaute de l'Agence Spatiale Européenne Thomas Pesquet s'entraîne sur le CEVIS: vélo ergomètre avec système d'isolation et de stabilisation des vibrations, le vélo d'exercice de l'ISS installé dans le module Destiny. (30 avril 2017) Crédits: NASA
Thomas Pesquet sur le CEVIS
L'astronaute de l'Agence Spatiale Européenne Thomas Pesquet s'entraîne sur le CEVIS: vélo ergomètre avec système d'isolation et de stabilisation des vibrations, le vélo d'exercice de l'ISS installé dans le module Destiny. (30 avril 2017) Crédits: NASA
Logo de Pilote
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. Crédits: CNES

5 - Pilote: la VR au service de l’exploration lunaire

En manipulant le bras robotique de la station, les astronautes se sont rendus compte que leur perception des sens et la coordination de leurs mains est altérée par la micropesanteur. Conçue comme un jeu vidéo, l’expérience Pilote doit permettre la mise au point d’une méthode d’assistance visuo-tactile à l’aide d’un casque VR combiné à des gants intelligents capables de reproduire le sens du toucher. 

À plus long terme, cette technologie permettra de développer les systèmes de guidage de futurs rovers d’exploration commandés à distance depuis la station orbitale lunaire: la station Gateway.

Logo de Pilote
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. Crédits: CNES

Une douzaine d’expériences “made in France”

Connecté à une tablette déjà utilisée lors de sa mission Proxima, Thomas Pesquet pourra partager ses impressions et répondre à des sondages pour évaluer les expériences Dreams et Immersive Exercise. Et vous, que pensez-vous de la mission Alpha? Aimeriez-vous en apprendre davantage sur les autres travaux menés dans l’ISS? Si le sujet vous intéresse, dites-le nous en commentaires!

Pierre-Henri Le Besnerais

Logo CADMOS
Pour la mission Alpha, au titre de la contribution française du CNES, le CADMOS a préparé 12 expériences scientifiques, technologiques et éducatives. Thomas Pesquet opèrera également certaines expériences héritées de sa mission Proxima.
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Damien SOLER

Super article merci beaucoup. Personnellement la mission Alpha m’intéresse énormément

[…] mettre au défi les capacités d’adaptation étonnantes de la cellule géante, le CNES et le CADMOS ont imaginé l’expérience éducative “blob-Terre”. Au cours de son second […]