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PARIS: Plus de 20 ans qu'elle tourne autour de la Terre pour faire avancer la science : la Station spatiale internationale (ISS), qui s'apprête à accueillir Thomas Pesquet, est devenue au fil du temps un laboratoire de pointe, où l'apesanteur n'a pas fini d'aiguiser l'appétit des chercheurs.
Depuis le début de sa construction en 1998, plus de 3 000 expériences ont été réalisées à 400 km d'altitude. Les unes tournées vers la Terre, les autres vers l'exploration spatiale, avec la Lune et Mars désormais en vue.
La Station a atteint son âge d'or, après une longue phase de croissance. « Elle fonctionne à 100% de ses capacités, l'utilisation du laboratoire tel que pensé initialement est optimale », relève Sébastien Vincent-Bonnieu, qui coordonne les expériences scientifiques à l'agence spatiale européenne (ESA).
L'intérieur de l'ISS, grande comme un terrain de foot, s'apparente à une ruche où tous les espaces sont occupés par les astronautes, dont la tâche principale consiste aujourd'hui à réaliser des expériences, pilotées par les chercheurs depuis la Terre. Et à servir de « cobayes ».
Des « mini-cerveaux »
La deuxième mission de Thomas Pesquet, « Alpha », s'annonce chargée, avec une centaine d'expériences au programme.
Parmi elles, « Cerebral Ageing », pour étudier le vieillissement sur des cellules nerveuses de cerveaux. Ou encore « Télémaque », une pince acoustique de manipulation d'objets sans contact, « Eco Pack », une nouvelle génération d'emballages, un élevage de blob, organisme unicellulaire qui fascine les biologistes...
« Certains demandent ce que Thomas Pesquet va faire de ‘mieux’ que lors de sa première mission, Proxima. Mais rien en fait, c'est le même métier », estime Sébastien Barde, responsable du Cadmos, structure du CNES (l'agence spatiale française) chargée des activités en micropensanteur.
Les six laborantins de l'ISS se relaient, certains commencent une manipulation, d'autres la terminent. « Les expériences sont pensées sur le long terme, indépendamment des missions. La science y gagne énormément », développe l'ingénieur du Cadmos.
L'étude de l'apesanteur --ou microgravité-- est « passée d'une ère pionnière à quelque chose d'industrialisé », avec des moyens de mesure de plus en plus précis : « Il y a vingt ans, il n'y avait pas d'échographe à bord ».
Claudie Haigneré, première femme française à voler dans l'espace, se souvient d'une l'ISS « peu équipée » à ses débuts, et « admire ce qu'elle est devenue, avec des laboratoires exceptionnels ».
Les astronautes « cobayes » séjournent en outre plus longtemps : six mois, versus une quinzaine de jours pour les premiers vols habités ; la mesure des effets de la microgravité sur leur organisme n'en est que plus pertinente.
« On apprend en permanence »
Là-haut, la machine humaine, hyper adaptée à la gravité, est secouée comme dans un « shaker », et la dégradation observée sur les os, les artères, est proche du vieillissement cellulaire. A la différence qu'au retour au sol, le phénomène est réversible.
« C'est ça qui est intéressant : étudier ce que le corps met en jeu pour revenir à son équilibre, avec d'éventuelles pistes pour des traitements », analyse Sébastien Barde.
« Autant au début de l'ère spatiale, on avait besoin du médical pour aller dans l'espace, autant aujourd'hui, c'est l'espace qui apporte au médical car l'apesanteur permet de mieux comprendre des maladies », a souligné le président sortant du CNES, Jean-Yves Le Gall, sur France Inter.
Ostéoporose, traitement contre la salmonellose, systèmes de purification de l'eau... En 20 ans, « des découvertes majeures y ont été faites », selon l'historien américain Robert Pearlman, et d'autres s'annoncent « prometteuses », comme l'impression 3D d'organes.
Des voies se sont élevées contre le coût de l'ISS, jugé disproportionné au regard des découvertes, au moment où la Nasa cherche à se désengager pour se concentrer sur l'exploration lointaine.
Pour certains scientifiques cependant, l'ISS dont la fin est prévue en 2028, est « l'unique moyen d'accéder à leurs thèmes de recherche », en médecine mais aussi en sciences de la matière, pour lesquelles surmonter la gravité est essentiel.
Il y aura ainsi toujours une communauté avide d'étudier les phénomènes sans gravité, pense le physicien Sébastien Vincent-Bonnieu, qui constate d'ailleurs un intérêt « croissant » pour les expériences en orbite. Dans l'ISS ou ailleurs, comme la future station orbitale lunaire.
Thomas Pesquet, star de l'espace au firmament
L'astronaute français Thomas Pesquet, devenu le meilleur ambassadeur de la conquête spatiale après un premier séjour sur la Station spatiale internationale, s'envole jeudi pour une saison 2, avec une popularité au zénith.
Cette deuxième mission dans les étoiles, l'astronaute en rêvait depuis 2017, peu après son retour sur Terre. La mission s'appelle Alpha, référence à la constellation Alpha du Centaure, comme l'était sa première mission Proxima. « C'est aussi la première lettre de l'alphabet grec, symbole de l'excellence que nous visons », confiait Thomas Pesquet l'été dernier.
Ingénieur aéronautique, pilote de ligne, sportif accompli, polyglotte... Lors de son premier séjour de six mois sur l'ISS, démarré en novembre 2016, Thomas Pesquet, 43 ans aujourd'hui, avait marqué les esprits par son charisme et sa facilité à communiquer avec le grand public.
Cette fois, il multipliera les premières, d'abord en étant le premier Européen à emprunter un vaisseau privé américain de Space X, et non plus le vaisseau russe Soyouz, pour rejoindre la station orbitale. Une nouveauté qui l'enthousiasme et qui a exigé pas moins d'un an d'entraînement dédié.
Il sera aussi le premier Français à prendre les commandes de la station.
Sur Terre, il vient d'être désigné ambassadeur de la FAO, l'agence de l'ONU pour l'alimentation et l'agriculture, pour « défendre l'action contre le changement climatique et la transformation des systèmes agroalimentaires ».
L'aventure cosmique de Thomas Pesquet, né à Rouen (nord-ouest) le 27 février 1978, a commencé en mai 2009, lors de sa sélection, avec cinq autres Européens sur plus de 8 000 candidats, pour intégrer le corps des astronautes de l'Agence spatiale européenne.
L'ISS n'est à ses yeux qu'une marche pour l'ailleurs. « La Lune --pour laquelle je suis candidat -- est une étape technique nécessaire. Mais ce qu'on a tous en tête, c'est Mars ».
Des expériences préparent à des missions plus lointaines
Détecter des rayonnements nocifs, piloter un rover à distance, mieux dormir ou encore entretenir son corps : certaines des dizaines expériences que l'astronaute français Thomas Pesquet devra mener sur l'ISS préparent pour des missions plus lointaines, vers la Lune et au-delà.
Car que ce soit pour séjourner sur le satellite de la Terre (la Lune) ou filer un jour vers la planète rouge (Mars), les défis sont immenses.
Au premier chef, celui de se protéger des flux de particules des tempêtes solaires et des rayonnements cosmiques galactiques, particulièrement nocifs pour la santé des astronautes, comme pour leurs équipements.
Les Terriens et, dans une moindre mesure, les humains habitant la Station spatiale internationale, en sont protégés par le « bouclier » du champ magnétique terrestre.
Au-delà, ils sont exposés à de véritables radiations, sous la forme de flux de particules hautement énergétiques.
Avant d'imaginer s'en protéger, il faut mesurer ces radiations plus précisément qu'actuellement, et pourquoi pas les anticiper. C'est l'objet de l'expérience Lumina, avec une « technologie de rupture » utilisant les propriétés d'une fibre optique dopée au phosphore, qui s’obscurcie rapidement lorsqu’elle est irradiée.
Il « suffit » de mesurer cet obscurcissement, en comparant l'intensité d'un signal lumineux injecté à un bout avec celle reçue à l'autre bout, pour en déduire la dose de radiation reçue.
« Comme une vague »
Le dispositif doit permettre de la mesurer en temps réel, avec une sensibilité suffisante pour détecter une variation soudaine de la dose reçue, annonciatrice par exemple d'une tempête solaire.
Imprévisible, elle propulse un flux de particules hautement énergétiques et très nocives. « Comme une vague, elle met environ une heure à monter avant d'arriver à son flux maximum », explique Nicolas Balcon, ingénieur en environnement radiatif au CNES.
Sur une mission lointaine, « si on se rend compte d’une augmentation soudaine, on pourrait déjà sauver l’électronique, faire rentrer l’astronaute qui serait à l’extérieur, ou se protéger dans des abris ou des combinaisons avec des biomatériaux atténuant l'effet de certaines radiations », et qui restent à inventer, ajoute l'ingénieur.
Pour travailler dans cet environnement parfois nocif, les futurs voyageurs vers la Lune et l'espace profond devront aussi maîtriser la télérobotique. Pour par exemple « piloter à distance un rover sur la Lune depuis la Gateway », la future station orbitale lunaire, explique Rémi Canton.
L'expérience Pilote va étudier comment un astronaute « utilise les informations tactiles et visuelles mises à sa disposition », pour mieux concevoir de futurs postes de pilotage. Thomas Pesquet portera un casque de réalité virtuelle, combiné à un dispositif de retour de force aux mains, « parce que la dextérité, la motricité fine, sont beaucoup affectées en impesanteur, on ne sent pas le poids de son bras, la force qu'on y met ». Il devra notamment s'entraîner à manier un bras robotique dans une tâche de capture d'un véhicule virtuel.
Ce même casque sera mis à contribution dans l'expérience Immersive Exercise, qui plongera l'astronaute dans un environnement virtuel attractif quand il pédalera sur CEVIS, le vélo d'entraînement que les astronautes chevauchent quotidiennement pour limiter la fonte musculaire, indissociable des séjours en apesanteur. Thomas Pesquet a demandé pour ce qui le concerne un parcours dans Paris.
Il coiffera ensuite le bandeau de l'expérience Dreams pour s'endormir. A la différence des questionnaires utilisés jusqu'ici, il permettra, en enregistrant les phases de sommeil, de « comprendre comment le confinement et la microgravité affectent sa qualité », selon Canton. Un vrai sujet sur l'ISS, où les phases diurne et nocturne se succèdent en 45 minutes, et a fortiori pour des missions de longue durée, sur la Lune ou vers Mars.
