14 Octobre 2021

#ElèveTonBlob : l'odyssée des blobs spatiaux

Thomas Pesquet a réveillé les 4 blobs spatiaux de l’expérience Blob-ISS au début du mois de septembre. Quels résultats a-t-il obtenu ? Il est temps de le découvrir !

Flash-back en juillet 2020 : les ingénieurs du CADMOS, au CNES, travaillent à la conception d’une blob-box respectant les contraintes les plus drastiques en termes de sécurité à bord de la Station spatiale internationale. Objectif : envoyer 4 blobs (Physarum Polycephalum) dans l’ISS, sous forme de sclérotes à réhydrater, et proposer à des élèves de reproduire la même expérience dans leurs classes. C’est la génèse d'#ElèveTonBlob, l’expérience éducative de la mission Alpha (ESA). Quelques mois plus tard, la société COMAT, sous la responsabilité du CNES et l’expertise scientifique d'Audrey Dussutour, Directrice de recherche au CNRS, livrait un contenant adapté à cette expérience inédite sur un organisme unicellulaire étonnant.

Cette blob-box hermétique - afin de ne pas rejouer le célèbre film des années 50... - devait permettre à l'astronaute français de l'ESA Thomas Pesquet, grâce à des seringues et un système de prises de vues automatique, de réveiller les 4 blobs et d’immortaliser leur développement grâce un enregistrement vidéo de quelques secondes toutes les 10 minutes. 




Depuis Toulouse jusqu'à la Station spatiale internationale en orbite à 400 km d'altitude, en passant par Turin (Italie) et Wallops Island (Etats-Unis), le voyage des blobs spatiaux aura duré plusieurs mois.

Arrivés à bord de l'ISS le 12 août 2021, grâce au cargo ravitailleur Cygnus NG-16, les 4 sclérotes ont encore dormi quelques jours avant leur prise en charge par Thomas Pesquet.



Un réveil en douceur et en micropesanteur

Jeudi 2 septembre 2021, 13h14 CET : Thomas Pesquet démarre l’installation de l’expérience Blob-ISS. Il sort la blob-box de sa trousse de transport, insère une carte micro-SD sur le dessus de la boîte et dose quatre seringues avec 0,3 ml d’eau pour hydrater chacun des blobs. Une opération qui lui prend en tout 30 minutes, l’heure de début et de fin des opérations étant minutieusement transmises par l’astronaute aux centres de contrôle sur Terre.

7 jours plus tard, le 9 septembre 2021, l'expérience est terminée et Thomas Pesquet transfère, comme prévu, les vidéos sur son ordinateur pour permettre leur téléchargement par les experts sur Terre. Mais là… « Allô Houston, on a un problème ! ». Plus de la moitié des fichiers sont "corrompus" et ne pourront malheureusement pas être récupérés. 
Ni une ni deux, l'astronaute français avertit les équipes au sol et il est instantanément décidé de relancer une session d'enregistrement vidéo de 3 heures sur un carte micro-SD de secours. 


Malgré tout, une très bonne nouvelle ne tarde pas à arriver : les 4 blobs se sont bien réveillés !

Les dernières images montrent qu'ils se sont également rendormis



Une session de rattrapage

Au sol, les équipes techniques, scientifiques et Education se concertent en pensant aux milliers de professeurs et d’élèves qui se préparent déjà activement à l'expérience #ElèveTonBlob. Parce que les problèmes techniques font partie des opérations spatiales comme de la recherche scientifique, le CNES demande à l’ESA et à la NASA s'il est possible de prévoir une nouvelle session de l'expérience Blob-ISS dans le planning déjà chargé de Thomas Pesquet. Rapidement, la bonne nouvelle tombe : l’expérience peut redémarrer, 4 jours plus tard, et sera réinstallée pendant 5 jours.
La procédure est répétée à l'identique : hydratation, activation du système de prises de vues... A l'issue des 5 jours, alors que Thomas Pesquet transfère les enregistrements sur son ordinateur, le problème se répète : certains fichiers sont à nouveau corrompus.
Dans l'espace comme au sol, l'astronaute et les ingénieurs s'interrogent : quelle pourrait être l’origine du dysfonctionnement ? Nous vous donnerons bien sûr des nouvelles des investigations en cours dès que nous en aurons. Mais en attendant... A vos hypothèses ! 

Blob-ISS : calendrier de publication des résultats

Les images exploitables, téléchargées au sol et transmises par l'ESA, nous permettent de vous proposer, comme promis, plusieurs timelapses selon le calendrier suivant :

  • Lundi 11 octobre : 1er jour de l’expérience dans les classes | Introduction aux résultats à bord de l'ISS
  • Mardi 12 octobre : 24h de vie des blobs dans les classes | Timelapse ISS session 1 - jour 1/7, et analyses par Audrey Dussutour, Directrice de recherche au CNRS
  • Mercredi 13 octobre : J+2 dans les classes | Timelapse ISS session 1 - jour 2/7, et analyses par Audrey Dussutour
  • Jeudi 14 octobre : J+3 dans les classes | Aucune image de l'ISS, hypothèses sur le comportement des blobs spatiaux dans l'intervalle
  • Vendredi 15 octobre : J+4 dans les classes | Timelapse session 1 - jour 7/7 (3 heures d’observation), et analyses par Audrey Dussutour

La suite de ce calendrier correspond à la mise en place de la deuxième session à bord de l'ISS. La poursuite de l'expérience est facultative dans les classes*  :

  • Mardi 19 octobre : Timelapse session 2 - jour 1/5, analysé par Audrey Dussutour
  • Mercredi  20 octobre : Timelapse session 2 jour - 2/5, analysé par Audrey Dussutour

*Si vous souhaitez, à la fin de la semaine officielle d'expérience (du 11 au 17 octobre), mener vous aussi une seconde session, veillez à respecter un intervalle de temps d'au moins 2 jours entre l'endormissement complet de vos blobs et leur nouveau réveil. Des informations plus précises sur cette deuxième session seront communiquées vendredi 15 octobre sur cette page. 

Le CNES et ses partenaires, le CNRS et l'académie de Toulouse, vous souhaitent une excellente semaine d'expériences dans les classes !

Session 1 - Jour 1 : les 20 premières heures de vie des blobs spatiaux

Le compteur temps de la vidéo n'est pas suffisamment précis et ne doit pas servir de référence pour l'analyse et la comparaison entre les résultats sur Terre et dans l'ISS. Les temps réels, indiqués par l'horodatage des enregistrements pris à bord de l'ISS, sont à retrouver dans les analyses ci-dessous réalisées par Audrey Dussutour, Directrice de recherche au CNRS.

Phase de réveil

Protocole Exploitation : les blobs 1 et 2 se réveillent en même temps. On relève le premier petit mouvement 4h20 après que Thomas Pesquet ait humidifié les blobs.
Protocole Exploration : le blob 1 se réveille lui aussi après 4h20 - quelle synchronisation ! - alors que le blob 2 se réveille un peu plus tôt que les autres, après 3h20 seulement ! 

Le temps de réveil correspond au temps de réveil observé au laboratoire pour la souche LU352, qui est de 4h en moyenne.

Le premier pseudopode

Les blobs en présence de flocons (protocole Exploitation) quittent leurs papiers et forment leur premier pseudopode (petite excroissance) 2h20 (blob 1) et 40min (blob 2) après le réveil. En l’absence de nourriture (protocole Exploration), les blobs sont moins pressés et forment leur premier pseudopode 2h30 (blob 1) et 3h00 (blob 2) après le réveil.

Evolution de la surface occupée par les blobs

EleveTonBlob_Graphique-surface-blobs_Session1-Jour1.pdf (pdf - 529.34 Ko)
 

Protocole Exploitation - Jour 1

Blob 1

Le blob 1 contacte un premier flocon (celui du haut, flocon H) 4h10 après le réveil : il s’est donc déplacé à 2.5mm à l’heure pour rejoindre ce flocon. Il termine de couvrir ce flocon en 3h40. Le blob 1 contacte ensuite un deuxième flocon celui du bas (flocon B) 1h après avoir terminé le flocon du haut, il recouvre celui-ci en 4h30. Cette fois il n’attend pas d’avoir fini de manger le deuxième flocon avant d’aller chercher ailleurs : il émet un pseudopode en partance du flocon du haut et contacte un troisième flocon (celui de gauche, flocon G) 2h30 après avoir contacté le deuxième. Il consomme celui-ci en 3h40. En résumé, le blob1 a déjà contacté 3 flocons (H, B et G) lors de la première journée ! Les trois flocons sont entièrement recouverts 11h après le contact avec le premier flocon.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour1_Exploitation1.pdf (pdf - 903.91 Ko)
 

Blob 2

Le blob 2 contacte un premier flocon (celui du haut aussi) 4h30 après le réveil et il s’est donc déplacé à 2.3mm à l’heure. Il n’attend pas de le terminer pour s’attaquer à un deuxième flocon celui de gauche 20 minute à peine après avoir contacté le premier. Et à nouveau 40 min après avoir contacté le deuxième flocon il en contacte un troisième celui du bas ! Le blob 2 mange donc les trois flocons en même temps. Le premier flocon est recouvert en à peine 3h20, le deuxième en 4h50 et le troisième en 7h10. En bref, le blob1 a déjà contacté 3 flocons (H, G et B) lors de la première journée ! Les trois flocons sont recouverts 9h après le contact avec le premier flocon. Blob 2 est un glouton.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour1_Exploitation2.pdf (pdf - 904.52 Ko)
 

Nous avons donc deux stratégies, l’exploitation séquentielle (blob 1) et l’exploitation simultanée des sources de nourriture (blob 2).

Protocole Exploration - Jour 1

Le blob 1 atteint une distance d’1 cm 5h30 après le réveil, et s’est donc déplacé à 1.8mm à l’heure. Il accélère ensuite car il atteint 1.5cm 1h50 plus tard, se déplaçant alors à 2.8 mm à l’heure.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour1_Exploration1.pdf (pdf - 1.08 Mo)
 

Le blob 2, moins pressé, atteint une distance d’1 cm 6h10 après le réveil, et s’est donc déplacé à 1.6mm à l’heure, puis lui aussi a accéléré et atteint 1.5 cm 2h plus tard à une vitesse de 2.5mm à l’heure. Le blob 1 et le blob 2 construisent respectivement 13 et 16 fronts de migration dans des directions diverses le jour 1, à la recherche désespérée de nourriture. Le jour 1, le blob 1 et le blob 2 ont exploré 50% de la boîte soit 4.5 cm2 en mois de 20h. On remarque que les pseudopodes sont très réticulés, peut-être plus que sur Terre, mais la stratégie d’exploration est celle classiquement observée sur Terre.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour1_Exploration2.pdf (pdf - 1.05 Mo)
 

Session 1 - Jour 2 : des blobs sous influence



Evolution de la surface occupée par les blobs

EleveTonBlob_Graphique-surface-blobs_Session1-Jour1et2.pdf (pdf - 526.67 Ko)
 

Protocole Exploitation - Jour 2

Blob 1

Le blob 1 s’attaque au 4e flocon (celui de droite, D) 10h10 après avoir terminé le 3e il le rejoint à partir du flocon du bas. Après 34h20 il termine ce flocon. La séquence est donc HBGD et le type du réseau formé est le numéro 12 (voir tutoriel science participative pour la liste des réseaux possible). Ce réseau connecte les 4 flocons avec 5 arcs.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour2_Exploitation1.pdf (pdf - 619.13 Ko)
 

Blob 2

Le blob 2 s’attaque au 4e flocon (celui de droite, D) 2h40 après avoir terminé le 3e il le rejoint à partir du flocon du haut. Après 24h20 il termine ce flocon. La séquence est donc HGBD et le type du réseau formé est le numéro 1 (voir tutoriel science participative pour la liste des réseaux possible). Ce réseau connecte les 4 flocons avec seulement 4 arcs (le minimum possible).

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour2_Exploitation2.pdf (pdf - 615.28 Ko)
 

Protocole Exploration - Jour 2

Le blob 1 construit 4 nouveaux fronts de migration et là, surprise ! Il construit, 26h50 après son réveil, un premier pseudopode en 3D (à 1:13 dans la vidéo). 3h plus tard, il en construit un deuxième (à 1:18 dans la vidéo). Dommage la vidéo s’arrête là... Mais c’est déjà une belle observation !

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour2_Exploration1.pdf (pdf - 710.16 Ko)
 

Le blob 2, décidemment très explorateur, construit 8 fronts de migration de plus et s’endort 31h 50 après son réveil initial.

EleveTonBlob_Analyse-Session1-Jour2_Exploration2.pdf (pdf - 884.01 Ko)
 

Les deux blobs, s’ils se sont rapidement étendus le premier jour, n’explorent pas beaucoup plus lors du deuxième jour. La surface explorée reste juste au-dessus de 50% mais toutes les directions ont été explorées. On remarquera d’ailleurs la rapidité avec laquelle les blobs construisent des fronts de migrations dans des directions totalement opposées.

Session 1 - Jours 3, 4, 5 & 6

Comme mentionné plus haut, les images du développement des 4 blobs spatiaux du jour 3 au jour 7 ne sont pas exploitables. Qu'ont-ils fait pendant cet intervalle de temps ? Audrey Dussutour, directrice de recherche au CNRS, émet quelques hypothèses. 

« Entre le jour 2 et le Jour 7, on peut supposer que le blob 1, notre constructeur de pseudopode en 3D, dans le protocole Exploration s'est certainement endormi lors du jour 3, comme son congénère le blob 2 qui lui s'était endormi en fin de journée le jour 2.

Quant aux blobs dans le protocole Exploitation, ils ont certainement grandi encore un peu et revisité chaque flocon avant de s'endormir à leur tour lors du jour 4 ou 5.

En effet des blobs sans nourriture dans un environnement qui s'assèche (exploration) s'endorment plus rapidement que des blobs qui ont accès à une source de nourriture (exploitation). » 

Gif blob 3D

Développement du Blob 1 - Exploitation en 3D au cours du jour 2. ©CNES/CNRS/COMAT

Session 1 - Jour 7

Ce timelapse correspond aux 3 heures de vidéos enregistrées à la fin de la session 1 lorsque Thomas Pesquet s'est aperçu qu'un problème technique avait affecté le système de prise de vues (voir explication plus haut dans la page). 

A la fin du jour 7, on remarque que les blobs sont totalement immobiles, ils sont tous endormis. Les blobs du protocole Exploitation sont plus grands que les blobs du protocole Exploration, ces derniers étant de tailles identiques.

Evolution de la surface occupée par les blobs

EleveTonBlob_Graphique-surface-blobs_Session1-Jour7.pdf (pdf - 524.77 Ko)

Protocole Exploitation - Jour 7

Taille

Endormi au jour 7, le blob 1 du protocole Exploitation est légèrement plus grand (42 mm2) qu’initialement (30mm2), le blob 2, lui, est deux fois plus grand (71mm2) qu’initialement (0.32mm2).

Sclérotes

Le blob 1 du protocole Exploitation forme un seul sclérote alors que le blob 2 est séparé en trois sclérotes distincts.

Position

Les blobs Exploitation sont endormis au contact des flocons et donc sur le bord de la blob cell. Ils se sont endormis en mangeant ! 

Protocole Exploration - Jour 7 

Taille

Les deux blobs du protocole Exploration sont quant à eux deux fois plus petits (14mm2 et 19mm2) qu’initialement (28mm2 et 36mm2).

Sclérotes

Les deux blobs du protocole Exploration forment un seul sclérote.

Position

Les 2 blobs du protocole Exploration sont endormis à 1cm de leur position initiale, à un demi centimètre du bord de la blob cell.


L'analyse de la 1ère session de l'expérience Blob-ISS se termine avec le timelapse d'aujourd'hui, mais nous vous donnons rendez-vous la semaine prochaine pour la suite des aventures des 4 blobs spatiaux : le second réveil en micropesaneur !


Pour en savoir plus sur l'expérience #ElèveTonBlob :