L'astronaute Thomas Pesquet et ses trois co-équipiers doivent décoller fin avril en direction de la Station spatiale internationale pour la mission ALPHA, avec un programme scientifique chargé. La moitié de leur temps sera consacrée aux expériences.

L'astronaute Thomas Pesquet durant un entrainement, à Houston, en juin dernier
L'astronaute Thomas Pesquet durant un entrainement, à Houston, en juin dernier © AFP / BILL STAFFORD / NASA

On aurait presque tendance à l'oublier : la Station spatiale internationale, c'est avant toute chose un laboratoire. Si bien que les quatre astronautes qui doivent décoller fin avril consacreront, une fois à bord de l'ISS, la moitié de leur temps aux expériences scientifiques. Des manipulations rendues plus complexes par l'apesanteur : "On estime que tout prend deux fois plus de temps dans l'espace", témoigne Rémi Canton, le responsable des expériences de la mission ALPHA. 

Tout l'équipage est donc dédié au travail scientifique. Le Français Thomas Pesquet réalisera pour sa part à la fois les expériences européennes et la douzaine mises au point sur le territoire hexagonal. Sébastien Barde, le directeur du CADMOS où ont été préparées, avant envoi, les expériences de la mission ALPHA, explique : "L'astronaute ne peut pas connaitre toutes les expériences demandées en détail. C'est à nous d'établir des protocoles simples".

La tradition permet toutefois au pays de l'astronaute de proposer des protocoles spécifiques qui mettent en valeur le savoir-faire national. En plus de la science, il y a toujours un volet pédagogique destiné à sensibiliser un public de jeunes et un volet technologique. Car cette fois-ci, "on commence à se projeter, le retour vers la Lune, peut-être Mars, donc on cherche des moyens technologiques pour faire vivre et travailler des hommes beaucoup plus loin que l'ISS", poursuit Sébastien Barde. 

Surveillance des radiations

Cela implique plus d'autonomie, une plus grande fiabilité du matériel et la capacité de nourrir les astronautes sans tout emporter de la Terre. Il faudra aussi recycler au maximum et trouver une parade pour protéger les équipages des radiations. "Celles-ci deviennent problématiques une fois qu'on a quitté la magnétosphère terrestre", souligne Rémi Canton, responsable des expériences de la mission ALPHA au CNES. 

Afin de les mesurer de manière précise, un système de mesure par fibre optique a été développé. La fibre offre deux atouts : elle n'est pas sensible aux grands écarts de température, ce qui rend la donnée stable et elle peut être déployée sur des surfaces assez grandes comme sur une station lunaire, par exemple, pour remonter aux radiations induites et avoir un système d'alerte réparti, ajoute Rémi Canton. Aussi surprenant que cela puisse paraître, on ne sait pas précisément aujourd'hui quelle dose de radiations absorbent les occupants de l'ISS (à l'intérieur mais aussi lorsqu'ils sortent en scaphandre pour réparer la station). 

Des boîtes en pain d'épices

Plus étonnante est la tentative de limiter les emballages pétro-sourcés dans la station en utilisant des aliments en guise de rembourrage. Les objets, habituellement protégés des vibrations par des mousses, seront lors de la mission placés dans des boîtes en tissu ignifugé double couche dans lesquelles ont été insérés du pain d'épice, du pain de Gènes et des madeleines ! Des friandises que les astronautes pourront bien sûr déguster avant de plier les boîtes pour limiter l'encombrement dans l'ISS.

Afin de parvenir à la production d'aliments, toujours en vue des missions lointaines, une sorte de robot assistant pourrait être testée. Les astronautes ne se mettront pas en cuisine pour autant car en apesanteur, les notions de mélange, de viscosité, de liquide sont perturbées. Il s'agit de maitriser des notions de physique qui, après demain, permettront de faire une mousse au chocolat ou une brioche dans l'espace afin d'améliorer les repas lyophilisés ou appertisés. À terme, il faudra être en autonomie de production ou de synthèse alimentaire tout en respectant les besoins humains. 

Faire du vélo à Paris mais depuis l'espace

C'est pour conserver une masse musculaire suffisante que les astronautes s'astreignent à des séances quotidiennes de sport. Hélas, la salle de sport ne propose pas une grande diversité d'exercices : vélo d'appartement, tapis roulant, haltères, le tout face à une paroi peu propice à l'évasion. L'Anglais Team Peak avait couru le marathon de Londres face à un écran qui déroulait le parcours mais dès qu'il tournait la tête, il se retrouvait dans la station... 

Cette fois, pour augmenter la motivation, une fois en selle, Thomas Pesquet utilisera un casque de réalité virtuelle. Des vidéos d'une vingtaine de minutes maximum réalisées par un cycliste y seront projetées et s'adapteront à la vitesse de pédalage pour lui donner l'impression de se balader dans Paris ou Saint Petersbourg. "L'idée est de lui permettre de s'évader lors de ses exercices de vélo, de lui donner un peu plus de plaisir", souligne Cécile Thévenot, la responsable de l'expérience Immersive exercice au CADMOS. 

Sans lit, quelle qualité de sommeil ?

Après l'effort, le réconfort. La qualité du sommeil ne semble jamais avoir posé de problème pour les astronautes, même s'ils sont privés d'une bonne literie. À ce jour, peu d'études ont été menées sur le sommeil. Le rythme circadien est perturbé en raison de l'absence des jours et des nuits. Parce qu'elle tourne autour de la Terre à 400 km d'altitude, l'ISS voit le soleil se lever et se coucher 16 fois par jour ! Les jours et les nuits sont donc artificiels pour un astronaute. 

Comment la durée d'endormissement, le sommeil sont-ils modifiés notamment en début de mission ? Quelles sont les conséquences sur le long terme ? La nuit est-elle plus ou moins réparatrice ? Pour le savoir, en collaboration avec la start up DREEM, Thomas Pesquet, et d'autres astronautes après lui, porteront un bandeau du sommeil équipé d'électrodes sèches. L'électro-encéphalogramme sera enregistré ainsi que la fréquence cardiaque, le taux d'oxygène et les mouvements du corps au cours de la nuit. Il s'agit de documenter les différentes phases du sommeil.

Blob et organoïdes dans la station

D'ailleurs, à quoi rêvent les astronautes ? Les scénarios catastrophes d'Hollywood leur font-ils faire des cauchemars ? Cette année, la présence à bord d'un blob, un organisme quasi science-fictionnel, pourrait les plonger dans l'ambiance de "La grande panne", de Théo Varlet (roman dans lequel la Terre est envahie par une forme de vie venue de l'espace). Soumis à la microgravité, le développement de cet organisme unicellulaire capable de rester dormant des décennies avant de proliférer de façon très énigmatique, sera suivi à la fois dans l'espace et sur terre par des dizaines d'élèves en classe.

Dans la même veine, le développement d'organoïdes cérébraux pourrait réserver des surprises. "Afin d'étudier le vieillissement cérébral et d'élucider des mécanismes ignorés à l'origine de maladies comme la progeria, l'Institut Pasteur va fournir des cellules cérébrales afin d'observer leur comportement en apesanteur", raconte Rémi Canton. À ce jour, aucun astronaute n'a connu d'atteintes neurologiques, à l'exception de problèmes de la vision qui souvent sont réversibles.