20 Septembre 2016

ISS - La Station spatiale internationale

Thomas séjournera pendant 6 mois à bord de l'ISS, un vaisseau spatial grand comme un terrain de football ! La Station spatiale internationale est un formidable exemple de coopération, qui réunit depuis 1998, l’Europe, les États-Unis, le Japon et le Canada au sein de l’un des plus grands partenariats de l’histoire de la science. Cet avant-poste humain en orbite autour de la Terre est un tremplin pour les futures missions d’exploration spatiale...

Un gigantesque Lego de 400 tonnes

Grâce à cet effort international sans précédent, des hommes et des femmes vivent et travaillent dans l’espace sans interruption depuis près de 2 décennies. Le complexe orbital, qui a la taille d’un terrain de football, offre suffisamment de place pour héberger l’équipage et un nombre considérable d’installations de recherche. Ce laboratoire en apesanteur permet d’effectuer certaines expériences plus efficacement que n’importe quelle autre plateforme de microgravité sur Terre. L’utilisation efficace et intensive de ces équipements de recherche permet de développer de nouvelles applications pratiques, et de mettre ainsi l’espace au service de tous les habitants de notre planète.

Un laboratoire de recherche en chute libre dans l’espace

Depuis des dizaines d’années, les expériences effectuées dans l’espace apportent des réponses à de nombreuses questions scientifiques, inspirent des développements technologiques et conduisent même parfois à des résultats inattendus. La Station spatiale internationale, dont la construction a duré 13 ans, nous permet en outre d’observer dans la durée les effets de la microgravité sur les êtres humains. La gravité influe sur pratiquement tout ce que nous faisons sur Terre. En chute libre autour de la planète, la Station spatiale offre aux astronautes la possibilité de vivre dans des conditions de microgravité.

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La Station spatiale internationale (ISS). Crédits : NASA.


Les scientifiques profitent de ce cadre exceptionnel pour mener des études pionnières, tester des théories et repousser les limites de la connaissance. Ce laboratoire international de haute volée abrite des installations sophistiquées, qui sont utilisées pour un large éventail de travaux de recherche dans les domaines de la physiologie humaine, de la biologie, de la physique fondamentale, de la science des matériaux, de l’observation de la Terre et de la science spatiale. Cet avant-poste orbital offre une vue unique de la Terre, idéale pour recueillir des données scientifiques. L’observation des glaciers, des terres agricoles, des villes et des barrières de corail vient compléter les données des satellites, et nous permet ainsi de dresser un portrait complet de notre planète. La science dans l’espace soutient le développement de technologies compétitives, la recherche et l’éducation.

Les éléments européens de la Station spatiale internationale

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 Crédits : CNES.

Columbus

Le laboratoire Columbus est la 1ere installation de recherche européenne permanente dans l’espace. Depuis 2008, ce laboratoire multifonction génère des données scientifiques dans un large éventail de disciplines. Des plateformes extérieures permettent de conduire des expériences et de tester des applications dans le domaine de la science spatiale, de l’observation de la Terre et de la technologie.

Harmony et Tranquility

Le Node-2 Harmony est un module de jonction qui raccorde les laboratoires Columbus, Destiny et Kibo. Il est doté de 3 ports d’amarrage destinés aux vaisseaux en visite. Connecté au Node-1 Unity et à la Cupola, le Node-2 Tranquility abrite l’équipement de soutien vie et d’exercice physique nécessaire aux 6 membres d’équipage. Il est lui aussi doté de ports d’amarrage.

Cupola

L’observatoire "la Cupola" est le plus récent des modules européens de la Station. Ce dôme à 7 baies vitrées est la fenêtre panoramique qui permet à l’équipage d’observer la Terre et de bien voir l’équipement extérieur qu’ils contrôlent depuis l’intérieur de la Station

Le saviez-vous ?

  • Il est possible de voir l'ISS à l’oeil nu presque partout sur Terre environ 10 jours par mois.
  • La station offre plus d’espace de vie qu’une maison de 6 chambres classique, avec sa baie vitrée à 360°, la Cupola, 2 cabinets de toilette et des équipements sportifs.
  • Aucune autre station spatiale n'a été habitée aussi longtemps (16 ans) ni n'a reçu autant de visiteurs.

Le CNES dans l'ISS

Dans le cadre de Proxima, nous embarquons des expériences spécifiques dans l'ISS mais le CNES a également installé "à demeure" des équipements, utilisés de manière continue par les équipages successifs de la station. 

Cardio

La gravité "organise" la circulation sanguine dans le corps humain. L’impesanteur, elle, dérègle ce système. La trilogie "cardio" étudie justement ces phénomènes à travers des équipements permanents développés par le CNES et présents à bord de la station.

  • Cardiomed est installé de manière similaire au sol et à bord. Cet ensemble multi-données est le fruit d’une collaboration franco-russe. Le CNES a développé le calculateur principal à partir duquel sont connectés les instruments et 2 senseurs.
  • Cardiolab, contribution franco-allemande, est composé de plusieurs instruments. L’enregistrement, battement par battement, précise l’état cardiaque des astronautes. Cette étude pourrait éclairer le phénomène de syncopes et les effets de la sédentarité chez les personnes âgées.
  • Cardiospace est une coopération franco-chinoise. Un ensemble d’instruments étudie les micro- et macro-circulationscardiovasculaires. À bord de TianGong 2, module spatial chinois, Cardiospace affinera les investigations déjà menées.

Pharao

Aujourd’hui, l’étalon de temps, la seconde, est défini à partir de l’atome de césium. Aces, un ensemble d’horloges atomiques de l’ESA, sera prochainement installé sur l’ISS. À l’extérieur des modules pressurisés, il comparera les échelles de temps entre le sol et l’espace. Dans ce programme, la France a réalisé Pharao, 1ere horloge à atomes de césium refroidis par laser, et l’a livrée en 2014. Programmé pour voler en 2018, Aces pourrait éclairer la théorie de la gravitation d’Einstein.

Declic

Le traitement ultime des déchets ou la diminution des rejets polluants reste un problème d’actualité. Bonne nouvelle : l’eau à l’état critique est peut-être l’une des solutions. Les propriétés qu’elle développe dans cet état extrême le laissent penser. C’est du moins ce que cherchent à savoir les scientifiques avec DECLIC (Dispositif pour l’Etude de la Croissance et des LIquides Critiques). En effet, la gravité empêche de déterminer précisément les interfaces entre les états (liquides, solides, gazeux) des fluides. L’impesanteur au contraire, crée les conditions d’une meilleure observation. En octobre 2009, le mini-laboratoire de physique DECLIC a donc été installé à bord de l’ISS pour tenter d’apporter des éléments de réponse. Depuis, il enregistre de manière automatique le comportement des fluides critiques à basse et haute température. Conçu pour accueillir différents inserts, il se prête à plusieurs types d’expériences suivies par le CADMOS. Lors des rotations d’équipage, les inserts peuvent être ramenés au sol et remplacés par de nouveaux. Après 6 ans de fonctionnement en vol, DECLIC a fait l’objet en 2016 d’opérations de maintenance et devrait être réintégré à la station en janvier 2017.

Expose R2

L’ISS n’est pas un laboratoire clos. Positionné "en balcon", à l’extérieur de la station, le programme européen Expose-R comprend 9 expériences dont Expose-R2, proposée par le CNES. Objectif : mesurer les effets de la lumière du Soleil sur certains composés chimiques ou biologiques. Expose R-2 a été lancé le 24 juillet 2014. Les observations de longue durée devraient permettre d’éclairer l’astrobiologie sur l’environnement de Titan. Les 1ers résultats montrent déjà une consommation plus faible que prévu du méthane (mais aucune diminution du dioxyde de carbone). De nouveaux échantillons, récupérés en juin 2016, sont en cours d’analyse.

Bien manger dans l'espace

Après 6 mois passés dans la stationspatiale, Jean-Pierre Haigneré l’a dit haut et fort : "La nourriture de conserve accréditée dans la station est fade et répétitive. C’est un coup porté au moral"… Et donc à la santé ! Le sujet est moins léger qu’il n’y paraît puisque la nutrition a une grande influence sur l’adaptation physiologique des astronautes. La "gastronomie spatiale" est donc tout sauf accessoire. La collaboration entre le CADMOS et le lycée hôtelier de Souillac, puis avec les équipes de Ducasse conseil, a conduit à l’élaboration de "menus d’exception". Leur réalisation n’est pas une sinécure car au-delà de la qualité gustative, les contraintes sont sévères : risque d’intoxication, d’ingestion, etc. Et pour cause : trop sèche, la nourriture produit des miettes qui peuvent être inhalées par l’astronaute, trop humide, le liquide pourrait provoquer des courts-circuits. La maturation des processus de fabrication a été longue, mais les recettes sont au point. Fabriqués avec le concours de la société bretonne Hénaff, ces repas ont reçu l’agrément de la NASA.

Energy

Quels sont les besoins énergétiques d’un astronaute au cours d’un vol spatial de longue durée ? Pour l’instant, on ne le sait pas précisément. L’expérience Energy s’intéresse à cette question en évaluant les menus de quatre repas. Elle permettra également de régler le problème pratique de la quantité de fret optimale pour éviter manques de nourriture et charges excessives à bord.

 
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