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Recherche spatiale : à quoi s'attendre

La télédiffusion, les services de communication mobiles, l’épuration de l’eau, les moniteurs cardiaques, la chirurgie laser, la robotique, l’énergie solaire et même les souliers de sport à coussins sont tous au nombre des produits et services que la R-D spatiale a contribué à réaliser et à améliorer. Désormais, avec la création de la Station spatiale internationale (ISS), les différents partenaires du monde entier pourront bénéficier d’un laboratoire permanent dans l’espace. L’Agence spatiale canadienne, qui fait partie de l’aventure, a déjà quelques recherches en cours et plusieurs projets en préparation.

« Les expériences canadiennes à venir à bord de la Station spatiale internationale couvriront deux domaines : les sciences de la vie et les sciences en microgravité », explique John Marrone, directeur intérimaire, mise en œuvre et applications des sciences spatiales, à l’Agence spatiale canadienne. La recherche en sciences de la vie permettra aux scientifiques, d’une part, de mieux comprendre la vie dans l’espace et aux astronautes, d’autre part, de prolonger la durée de leurs séjours dans l’espace et d’en améliorer la sécurité. La recherche en microgravité porte entre autres, sur la physique des fluides, la croissance des cristaux, les céramiques, les matériaux composites et la biotechnologie; grâce à elle, les chercheurs espèrent mieux comprendre la structure de base des matériaux et la façon dont l’exposition à la microgravité influe sur les processus de croissance des cristaux.

Sciences de la vie

La première expérience canadienne à bord de l’ISS dans le domaine des sciences de la vie a pour nom H-Reflex. Elle a été lancée en mars 2001 à bord de la navette Discovery. Dirigée par le Dr Douglas Watt de l’Université McGill, cette expérience consiste à observer les changements d’excitabilité de la moelle épinière, un élément considéré comme important dans le processus des réflexes qui nous permettent de rester debout lorsque nous butons contre quelque chose ou que nous glissons sur une plaque de glace. Les chercheurs croient que cette excitabilité diminue pendant les vols spatiaux de longue durée. Pour cette étude, ils utilisent la technique du réflexe Hoffman, similaire au test du réflexe rotulien fait par le médecin, avec la différence que le marteau est remplacé par un stimulus électrique agissant sur le nerf venant du muscle. L’activité musculaire est ainsi mesurée électroniquement, ce qui permet d’obtenir des données beaucoup plus précises. L’expérience vise à comprendre comment les réflexes s’adaptent à la microgravité afin qu’on puisse mieux concevoir les exercices que les astronautes feront pendant leurs séjours dans l’espace. H-Reflex pourrait aussi améliorer leur capacité à se tenir debout et à marcher après leur retour sur la Terre. Les résultats de cette expérience auront enfin des implications plus « terrestres » en servant, par la suite, de traitement pour les problèmes d’équilibre.

La seconde expérience, EVARM (Extra Vehicular Activity Radiation Monitor), a été lancée en octobre 2001. Elle consiste à mesurer les doses de rayonnement auxquelles les astronautes sont exposés lorsqu’ils travaillent à l’extérieur de leur vaisseau dans l’espace. EVARM servira à déterminer, par exemple, quelles parties de l’organisme humain sont exposées aux rayonnements les plus élevés. La surveillance dosimétrique courante portera, au cours des prochaines missions spatiales, sur les parties du corps appropriées.

Ces travaux fournissent aux chercheurs des données pour créer des modèles et formuler des recommandations en matière de radioprotection. Les dispositifs élaborés à l’intérieur du programme spatial pourront ensuite servir à protéger ceux et celles qui travaillent dans des zones à haut niveau de rayonnement sur la Terre. Un exemple d’application terrestre? Des dosimètres mis au point pour des expériences de surveillance du rayonnement cosmique sont déjà utiles aux médecins qui traitent des patients atteints du cancer. En effet, grâce à leur petite taille, ils peuvent être déposés sur n’importe quelle partie du corps pendant une séance de radiothérapie. Ils fournissent aux praticiens des données en temps réel sur les doses de rayonnement qui atteignent la peau et ce, sans nuire au bien-être des patients.

Deux autres expériences sont prévues pour avril ou mai 2003 : PMDIS (Perceptual Motor Deficit In Space) et TRAC (Test of Reaction and Adaptation Capabilities). Elles seront basées sur des jeux vidéo dont les logiciels sont conçus pour tester la coordination entre l’œil et le bras. « En l’absence de gravité, les mouvements sont beaucoup plus difficiles à coordonner. Certains scientifiques croient que l’absence de positionnement au sol empêche le cerveau d’interpréter les différents messages qui lui sont envoyés. D’autres croient que dans cette situation, le cerveau est par contre inondé de messages et que, pour cette raison, il ne peut parvenir à les interpréter. Les jeux vidéo vont servir à vérifier ces hypothèses », dit-il. Cette expérience devrait s’étaler sur trois mois. Les tests seront ensuite repris sur la Terre afin d’évaluer la récupération des astronautes par rapport à leurs problèmes de coordination.

Sciences en microgravité

La principale branche de la biotechnologie qui fera l’objet d’études à bord de la station spatiale sera la croissance de cristaux de substances biologiques (ou croissance de cristaux de protéines). C’est la connaissance de leur structure moléculaire qui rend possible la fabrication de médicaments plus efficaces ayant des effets secondaires moins importants. Les chercheurs ont observé que les cristaux de protéines, lorsqu’ils sont formés en microgravité, ont une croissance plus rapide et sont d’une perfection supérieure si on les compare avec ceux formés sur la Terre. Cela a pour effet de rendre l’analyse de leur structure beaucoup plus efficace.

Les chercheurs ont déjà pu constater que la plupart des expériences en microgravité menées à bord de Mir et de la navette étaient perturbées par des vibrations. Celles-ci sont induites par les activités et les opérations de bord, notamment par les systèmes de contrôle d’attitude, de régulation thermique, de conditionnement d’air et d’alimentation énergétique, par les activités de l’équipage de même que par les expériences proprement dites. Afin d’éviter que les données ne soient faussées par les fortes vibrations présentes dans la station spatiale, un support d’isolation contre les vibrations en microgravité (MIM) a été mis au point au cours des dix dernières années par l’Agence spatiale canadienne.

Au nombre des projets de recherche futurs se trouve aussi Insect habitacle, un équipement qui permettra de faire des expériences sur les insectes à bord de la station spatiale, d’observer les éléments pouvant affecter leur reproduction ainsi que l’effet que peut avoir la gravité sur leur vie.

L’aventure martienne

« Tout le monde a des visées sur Mars, surtout depuis la découverte faite par la NASA avec Odyssey, affirme John Marrone. Les scientifiques croient que l’atmosphère de Mars aurait déjà ressemblé à celui de la Terre et que l’étudier permettrait de comprendre ce qui a pu se passer, peut-être même de découvrir des éléments indiquant qu’il y a déjà eu de la vie sur Mars. L’exploration de Mars est quelque chose d’important pour le président de l’Agence Spatiale, Marc Garneau. Il y voit comme le prochain défi du Canada et nous cherchons actuellement des projets pouvant se faire en collaboration. Une première mission est d’ailleurs prévue pour 2007 et une seconde pour 2009. » Située à près de 400 km au-dessus de la Terre, la Station spatiale internationale devrait être achevée en 2004. Elle sera alors composée d’éléments fournis par les quatre partenaires internationaux du précédent projet Freedom : la NASA américaine, la NASDA japonaise, onze pays de l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale canadienne.S’y sont joints la Russie en 1993 et le Brésil en octobre 1997. Sa masse sera de 470 tonnes et elle aura la taille de deux terrains de football réunis. Son avenir? « Nos premiers plans sont d’effectuer des expériences pendant 10 ans. Après 15 ans, si la station est toujours en bon état, elle pourra servir de plate-forme de lancement pour la poursuite de l’exploration planétaire », conclut-il.

Jacqueline Bousquet

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