De nouveaux tests évaluent l’aptitude à la mission des astronautes lors de leur atterrissage sur la Lune ou sur une surface planétaire

NASA Artemis Extravehicular Activity Training Group
Groupe d'entraînement aux activités extravéhiculaires Artemis de la NASA

Un volontaire du groupe d’entraînement à l’activité extravéhiculaire Artemis de la NASA déplace un objet de 10 kg à travers un champ de blocs rocheux. Il porte une combinaison spatiale reliée au système ARGOS (Active Response Gravity Offload System) de la NASA. Il effectue une course d’essai à travers un parcours d’obstacles tandis que l’ARGOS le soulève, lui et sa combinaison, de manière à simuler une gravité similaire à celle qui existe sur Mars. Certains astronautes effectueront cette course d’obstacles immédiatement après leur retour sur Terre, afin que les chercheurs puissent en apprendre davantage sur la façon dont un équipage peut être prêt pour une mission après avoir atterri à la surface d’une planète. Crédit : NASA

Avez-vous déjà ressenti un sentiment d’instabilité après avoir fait des montagnes russes ou eu le mal de mer sur un bateau ? Lorsque les astronautes reviennent de l’espace vers la Terre, ils éprouvent une sensation similaire qui peut être plus intense.

Une fois qu’ils ont atterri, tout leur corps – y compris les muscles, les os, l’oreille interne et les organes – commence à se réadapter à la gravité terrestre. Les astronautes déclarent souvent avoir des vertiges, des étourdissements, des nausées et une sensation de déséquilibre à leur retour. Ces symptômes peuvent durer plusieurs jours, jusqu’à ce qu’ils retrouvent leurs “jambes terrestres”.

Alors que beaucoup d’efforts sont déployés pour assurer la bonne santé des astronautes lors de leur retour sur Terre, un groupe de scientifiques de l’Institut de recherche de l’Université du Québec à Montréal (UQAM) s’est penché sur la question. NASALe programme de recherche humaine de la NASA, ou HRP, se concentre sur quelque chose de légèrement différent. Ils veulent savoir à quelle vitesse les astronautes peuvent accomplir les tâches critiques de la mission après l’atterrissage.

“Grâce à Artemis, la NASA enverra bientôt la première femme, la première personne de couleur et d’autres membres d’équipage sur la surface de la Lune. Et après cela, nos yeux seront tournés vers Marsexplique Jason Norcross, un scientifique qui étudie les performances humaines au Johnson Space Center de la NASA à Houston. Sur Mars et sur la Lune, les membres d’équipage devront être prêts à agir sans beaucoup de retour d’information de la part des opérateurs sur Terre, en particulier dans les scénarios d’urgence, note-t-il. “Nous avons donc besoin de savoir : Juste après l’atterrissage des astronautes sur une surface planétaire, que peuvent-ils faire physiquement ? Combien de temps après l’atterrissage doivent-ils attendre pour effectuer certaines tâches ?”

Jason Norcross, scientifique à la NASA

Jason Norcross, un scientifique de la NASA, grimpe sur une échelle à l’intérieur d’un cadre de tubes métalliques légers qui simule le contour d’une capsule spatiale. Lui et son équipe cherchent à évaluer avec quelle facilité un astronaute qui vient de rentrer sur Terre peut fixer cette échelle et grimper dans cette capsule, entre autres tâches. Crédit : NASA

Pour aider à répondre à ces questions, Norcross et une équipe combinée du Laboratoire de physiologie humaine, de performance, de protection et d’opérations de la NASA et du Laboratoire de neurosciences de la NASA ont conçu un parcours d’obstacles pour les astronautes volontaires de la NASA. SpaceX Crew-2 et Équipage 3 pour naviguer. Avant de partir pour la Station spatiale internationale, ces équipages ont effectué deux séries de tâches : la sortie d’une capsule d’atterrissage simulée et une sortie simulée sur une surface planétaire en combinaison spatiale. Puis, immédiatement après leur retour sur Terre, ces mêmes membres d’équipage tenteront d’accomplir ces mêmes tâches – la sortie simulée de la capsule quelques heures après l’atterrissage, et la pratique de la sortie dans l’espace sur une surface planétaire environ un jour plus tard.

Pour la première tâche, les chercheurs ont passé des mois à développer une maquette faite de tubes métalliques légers qui, une fois déployés, forment la silhouette d’une capsule spatiale. Cette armature portable s’insère dans un grand sac à dos. L’équipe installera la maquette de la capsule dans un aéroport proche du lieu d’atterrissage de la capsule Crew Dragon. Chaque astronaute y entrera, s’allongera, et le test commencera.

Pendant le test, l’astronaute se lève et déploie une échelle depuis le sommet de la capsule fictive, en gardant à l’esprit les limites de la capsule fictive. Il fixe ensuite l’échelle, prend un sac de survie, grimpe sur l’échelle et remet le sac de survie à un chercheur qui se tient à proximité par une trappe située au sommet de la capsule. Enfin, l’astronaute descendra l’échelle, marchera environ 10 mètres, puis reviendra au point de départ.

“Lors du test pré-vol, un astronaute peut se lever, monter sur l’échelle et marcher facilement. Quelques minutes et ils en ont fini avec cette tâche”, note Norcross. “Mais après le vol, nous nous attendons à ce que ce soit complètement différent. Les astronautes devront peut-être s’arrêter, retrouver leur équilibre, reprendre leur souffle, faire des pauses, peut-être même prendre un moment pour être malade. Cela pourrait être une lutte.”

La tâche implique plusieurs changements de posture, comme tourner la tête et se lever après s’être couché. “Ces changements de posture sont les choses les plus difficiles à faire pour l’équipage immédiatement après l’atterrissage”, ajoute-t-il. “Nous devons savoir -Est-ce que cela peut être fait ? Nous pensons que c’est possible, mais encore une fois, nous n’avons jamais évalué des astronautes effectuant cette tâche particulière à ce moment précis auparavant.”

La deuxième tâche – la marche planétaire simulée – aura lieu après que les astronautes seront rentrés au Centre spatial Johnson de la NASA à Houston. Une fois sur place, ils relèveront chacun leur tour une série de défis différents. Tout d’abord, ils essaieront d’enfiler leur combinaison spatiale sans assistance. Ensuite, les chercheurs connecteront la combinaison au système ARGOS (Active Response Gravity Offload System) de la NASA, une machine qui soulève la combinaison et la met sous pression, permettant ainsi à l’astronaute à l’intérieur de faire l’expérience d’une fraction de la gravité terrestre. Pour ce test, l’ARGOS sera réglé sur la gravité de Mars, qui correspond à environ trois huitièmes de la gravité terrestre.

Ensuite, après avoir pris ses repères et établi qu’il peut marcher, l’astronaute grimpera sur une échelle, passera par une ouverture et descendra de cette même échelle. À la base de cette échelle, il connectera des “lignes d’alimentation” – dans ce cas, de grands tubes flexibles – à une maquette de module de survie. “Nous voulons que les astronautes simulent ce qui pourrait se passer lors d’une mission hors du monde”, note Norcross. “Nous avons des connexions en bas et nous avons des choses où ils doivent tendre la main au-dessus de leur tête”.

Enfin, ils verront s’ils peuvent déplacer de manière répétée deux objets de 30 livres d’un bout à l’autre d’un champ de blocs rocheux. Ces objets sont modérément encombrants, de la taille d’un pichet de fontaine à eau de cinq gallons. “Encore une fois, nous essayons de leur faire accomplir des tâches réalistes, mais en leur donnant des postures difficiles pour voir ce qui est possible si tôt après l’atterrissage”, poursuit Norcross.

Pour les deux tâches, les astronautes donneront un feedback verbal aux chercheurs au fur et à mesure de leur progression. Après avoir accompli les tâches, les membres de l’équipage répondront à des questionnaires sur leurs efforts à chaque étape. Pendant la marche simulée sur Mars, les astronautes porteront des capteurs pour surveiller leur rythme cardiaque et leurs dépenses énergétiques. En outre, les astronautes seront enregistrés sur vidéo pendant qu’ils accompliront les deux tâches. En comparant les vidéos réalisées avant le lancement et celles réalisées immédiatement après l’atterrissage, les scientifiques pourront déterminer où et pourquoi les membres de l’équipage ont eu des difficultés.

Les itérations futures incluront davantage de participants, des tâches plus complexes et plus longues, et des simulations programmées pour la gravité de la Lune. Les informations obtenues aideront la NASA à concevoir des activités de mission, des protocoles d’urgence, des combinaisons spatiales et des capsules qui minimiseront les tâches difficiles dans les premiers jours suivant l’atterrissage des astronautes sur la Lune ou sur Mars.

La NASA Programme de recherche humaine de la NASALe programme de recherche sur l’homme de la NASA, ou HRP, recherche les meilleures méthodes et technologies pour assurer la sécurité et la productivité des voyages spatiaux habités. Grâce à la science menée dans les laboratoires, les analogues au sol et la Station spatiale internationale, le HRP examine comment les vols spatiaux affectent le corps et le comportement des humains. Ces recherches sont à la base de la stratégie du HRP. quête d’innover pour maintenir les astronautes en bonne santé et prêts à partir en mission, alors que les voyages spatiaux se développent vers la Lune, Mars et au-delà.

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