Les expériences Made In France

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. A bord de l'ISS, le CNES a également installé "à demeure" des équipements, utilisés de manière continue par les équipages successifs de la station.

Les expériences héritées de Proxima

Le CADMOS est la structure du CNES qui a développé et suivi les 7 expériences françaises de la mission Proxima de Thomas Pesquet à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Pas moins de 35 ingénieurs de l’agence spatiale française ont été impliqués. Pour l’équipe du CNES, Proxima a été un succès total qui a confirmé l’expertise, le savoir-faire technique et la passion qui caractérisent le secteur spatial français. Preuve de ce succès, certaines expériences développées pour la mission Proxima sont toujours à bord de l'ISS, au service des scientifiques et des astronautes.

EveryWear : assistant de l’astronaute

Initié lors de la mission Proxima en tant que démonstrateur technologique, et véritable succès opérationnel, EveryWear est désormais un outil à disposition des ingénieurs et des scientifiques à bord de l’ISS.

Il s’agit d’une application mobile évolutive, installée sur une tablette tactile grand public, grâce à laquelle il est possible de collecter les données médicales et physiologiques issues d’un ensemble de capteurs physiologiques (smartshirt, tonomètre, actimètre, glucomètre).
Elle sert également à assurer le suivi nutritionnel des astronautes, l’exécution d’expériences de physiologie via des questionnaires et l’échange de messages cryptés entre les astronautes et les équipes médicales au sol.

Au cours de la mission Alpha, EveryWear sera utilisé pour agréger les données de l’expériences Lumina. C’est également grâce à cette interface que Thomas Pesquet répondra aux questionnaires des expériences Edible Foam, Dreams et Immersive Exercise.

ECHO : l’échographie Terre – Espace

Initialement le démonstrateur d’un échographe télé-opérable depuis le sol, ECHO a été développé par le CNES, en coopération avec les agences spatiales canadienne (ASC) et européenne (ESA), dans le but d’optimiser la qualité des images enregistrées en micropesanteur et de diminuer à la fois le temps d’entraînement des astronautes et le temps équipage à bord.

Il est aujourd’hui un instrument au service de plusieurs protocoles à bord de l’ISS. L’échographe français est notamment utilisé dans le cadre des expériences canadiennes Vascular Echo et Vascular Aging, qui visent à mesurer respectivement les changements structurels et fonctionnels du système cardio-vasculaire et les mécaniques de perte d’élasticité des artères.
Il également l’instrument d’une expérience européenne, MYOTONES, dont l’objectif est d’étudier l’évolution des caractéristiques mécaniques de certains muscles et tendons au cours d’un vol.  

Une nouvelle version d’ECHO est également à l’étude dans le cadre de l’équipement de la future station lunaire Gateway.

FLUIDICS : dynamique des fluides dans l’espace



Installée dans l’ISS par Thomas Pesquet lors de sa mission Proxima, FLUIDICS est une expérience de science de la matière portant sur la mécanique des fluides dans l’espace.

L’objectif : étudier la turbulence des ondes capillaires (mouvements désordonnés observés à la surface d’un liquide) en micropesanteur et améliorer, notamment, la connaissance et la maîtrise des mouvements d’ergols dans les réservoirs des engins spatiaux.

Cette expérience est toujours active à bord de l’ISS et a fait l’objet d’évolutions telles que l’installation de nouveaux réservoirs notamment. Les équipages successifs se relaient pour l’opérer à raison de 3 sessions par an.

MatISS : des surfaces intelligentes contre les bactéries ?

MatISS est une expérience visant à étudier la manière dont des surfaces dites « intelligentes » permettraient de stopper le développement de micro-organismes pathogènes.

Le premier volet de l’expérience, appelé Matiss-1 et déployé par Thomas Pesquet lors de la mission Proxima, a fourni aux chercheurs des données de référence. Les 5 matériaux envoyés à bord de l’ISS ont été sélectionnés pour leur propension à repousser les micro-organismes, empêcher leur croissance, ou créer leur propre biofilm afin de former un bouclier protecteur.

Après le retour sur Terre des premiers échantillons, l’expérience s’est poursuivie avec Matiss-2 et MatISS 2.5 dont les échantillons sont revenus sur Terre respectivement en août 2019 et en fin d’année 2020.

Comprendre l’efficacité et les usages potentiels de tels matériaux est essentiel dans le cadre de la conception de futurs véhicules spatiaux, mais également pour le développement de surfaces antimicrobiennes sur Terre (par exemple pour les boutons d’ascenseur, les poignées de porte mais aussi dans les bars, les transports publics et dans d’autres zones très fréquentées).



Perspectives : environnement immersif en réalité virtuelle

Perspectives est une plateforme adaptive de réalité virtuelle, mise en œuvre lors de la mission Proxima à partir d’équipements grand public, visant à réaliser des expériences de neurosciences à bord de l’ISS afin d’étudier notamment les modifications des fonctions cognitives en micropesanteur.

Cette plateforme de réalité virtuelle a été un grand succès opérationnel, et est toujours utilisée au moins une fois par mois à bord de l’ISS. Elle fait l’objet d’améliorations continues, notamment pour les logiciels scientifiques. Les expériences GRASP et TIME ont eu Alexander Gerst (ESA) comme premier sujet, puis VECTION avec Davis Saint-Jacques (ASC). L’expérience Pilote, développée pour la mission Alpha, est la suite logique de Perspectives.

Le CNES dans l'ISS

DÉCLIC : changements d'état en micropesanteur

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.

Depuis janvier 2019, DÉCLIC est revenu sur Terre suite à une panne survenue sur l’un de ses instruments. Les ingénieurs du CADMOS l’ont réceptionné afin de le réparer d’y apporter des améliorations. Le mini-laboratoire DECLIC-EVO (pour EVOlution) devrait s’envoler de nouveau pour l’ISS en 2021, pendant la mission Alpha !

Gastronomie spatiale

Après 6 mois passés dans la Station spatiale, 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.