CNES Mag n°36 jan/fév/mar 2008
CNES Mag n°36 jan/fév/mar 2008
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°36 de jan/fév/mar 2008

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Centre National d'Études Spatiales

  • Format : (210 x 280) mm

  • Nombre de pages : 72

  • Taille du fichier PDF : 7,6 Mo

  • Dans ce numéro : le CNES et les vols habités.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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J dossier special report 34 boration avec la Nasa, valorise cette expérience et s’inscrit dans cette continuité (cf. encadré p.35). PHYSIQUE FONDAMENTALE, BIOLOGIE ET EXOBIOLOGIE La physique fondamentale constitue un nouvel axe de recherche soutenu par le CNES. Ainsi, des laboratoires français ont conçu l’expérience Pharao qui se concrétisera dans le cadre du projet européen Aces (Atomic Clock Ensemble in Space). Cette horloge de nouvelle génération à atomes de césium refroidis sera associée à une horloge suisse (maser à hydrogène). Les deux horloges seront installées en 2013 sur une plateforme externe du laboratoire Columbus. Leurs fréquences seront comparées entre elles, ainsi qu’à celles d’un réseau d’horloges au sol avec une précision au 16 e chiffre après la virgule ! Il sera alors possible de vérifier l’universalité de certains principes de la théorie de la relativité générale qui régissent notre Univers ! Avec constance, le CNES, associé à l’Esa, effectue des expériences de biologie en employant l’incubateur Kubik. Dérivé de l’expérience Aquarius réalisée par Claudie Haigneré lors de la mission Andromède en 2001, cet instrument est simple d’utilisation. Ainsi, des organismes vivants aussi divers que des cellules, des embryons d’amphibiens, des insectes, des graines et des plantes peuvent être embarqués, se développer en pesanteur réduite, puis être rapportés sur Terre pour y être étudiés. Enfin, la plateforme d’exposition externe Eutef (European Technology Exposure Facility) accueille des expériences technologiques et d’exobiologie. Les effets des rayonnements solaires sur divers mélanges de molécules seront étudiés dans des petites cellules. Les mélanges gazeux testent des modèles d’évolution de l’atmosphère de Titan alors que des dépôts solides valident des hypothèses sur la chimie des surfaces planétaires ou cométaires. Certaines expériences exposent des spores bactériennes ou des micro-organismes à cet environnement extrême. Ces expériences du nom d’Expose, dont une partie des opérations est assurée par le Cadmos, ont été embarquées en même temps que Columbus. ■ Cardiolab, Cardiomed… Au cœur des recherches cardio-vasculaires u GUILLEMETTE GAUQUELIN-KOCH Depuis le premier vol de Jean-Loup Chrétien dans l’espace en 1982, le CNES s’est forgé une spécialité dans l’étude du système cardiovasculaire en micropesanteur et a développé une véritable filière d’expériences : Échographe, As de cœur, puis Physiolab. L’ISS va accueillir deux nouveaux systèmes, plus performants, plus compacts et d’une plus grande autonomie : Cardiolab et Cardiomed. Développé en collaboration avec l’agence spatiale allemande et intégré au module physiologique EPM, Cardiolab est composé de senseurs, qui mesurent les paramètres physiologiques, et d’appareils utilisés pour appliquer des stimuli au sujet. Le tout est coordonné par un système de gestion de données qui stocke et renvoie les résultats des expériences au Cadmos. Son utilisation scientifique fera régulièrement l’objet d’appels à idées et de nouveaux appareils tels qu’un échographe et un laser Doppler devraient prochainement améliorer le système. Développé en collaboration avec l’Institut des problèmes biomédicaux de Moscou et les CHU d’Angers et de Tours, Cardiomedsera, quant à lui, installé dans la partie russe de la station en septembre 2008. Paquetage d’instruments de mesure compacts, il permettra le suivi médical en vol de tous les cosmonautes russes depuis le Tsoup (centre de contrôle en vol à Moscou), sous la responsabilité des médecins russes. Constitué à partir d’éléments des deux systèmes, le programme Seve(Suivi expérimental du système vasculaire et cardiaque en vol) est actuellement en discussion avec la Chine. Après avoir été testé en vol parabolique et lors d’un décubitus de deux mois, il pourrait servir à effectuer des mesures pré et post-vol sur les passagers du vol Shenzhou 7 en 2008… CNES/P. JALBY, 2006 Cardiomed, testé ici au Centre spatial de Toulouse, a permis un véritable contrôle médical des équipages russes à bord de l’ISS en 2007. Cardiomed, being tested here at the Toulouse Space Centre, ran medical checks on Russian crew members on the ISS in 2007. PedroDuque étudie le rythme cardiaque et respiratoire durant la mission Cervantes en octobre 2002. PedroDuque studies his heart and breathing rate during the Cervantes mission in 2002. ESA Cardiolab, CardiomedAt the heart of cardiovascular research s Ever since the first spaceflight of a French astronaut in 1982, CNES has gained expertise studying the cardiovascular system in microgravity and developed a series of experiments. Now, with Cardiolab and Cardiomed, the ISS is set to accommodate two new, more compact systems offering greater performance and autonomy. Developed in partnership with the German aerospace agency DLR for the European Physiology Modules Facility (EPM) on Columbus, Cardiolab is a suite of sensors for measuring physiological parameters and devices for applying stimuli to subjects, all coordinated by a data management system. Regular calls for ideas will be issued for science experiments on Cardiolab and new devices such as an ultrasound scanner and a Doppler laser should soon be added. Cardiolab’s counterpart Cardiomedwas developed with IMBP, the Russian space medicine institute, and Angers and Tours hospitals in France. To be installed inside the Russian ISS module in September 2008, Cardiomedis a compact suite of instruments for monitoring Russian cosmonauts’health during spaceflights from the TsUP flight control centre near Moscow, under the supervision of Russian physicians. The SEVE* programme to monitor the cardiovascular system during spaceflights, which willuse elements of both systems, is currently in discussion with China. After parabolic flight testing and a two-month bedrest trial, it could be used for pre- and post-flight monitoring of the Shenzhou 7 flight crew in 2008. * Suivi Expérimental du système Vasculair et cardiaque En vol cnesmag u JANVIER 2008
u BERNARD ZAPPOLI J dossier special report CNES/P. JALBY, 2006 Déclic, testé au CST, utilisera l'infrastructure « Express rack » du module américain, et sera intégré dans deux tiroirs standard de l'ISS. DECLIC, here under test at the Toulouse Space Centre, willuse the Express rack on the U.S. Destiny module and be housed in two standard ISS racks. Déclic Un nouveau laboratoire pour la physique des fluides La micropesanteur permet de s’affranchir des mouvements des fluides qui apparaissent lorsque la densité est fortement inhomogène et qui empêchent, sur Terre, l’observation des phénomènes physiques. C’est le cas des fluides placés dans des conditions de température et de pression dites critiques qui deviennent alors intermédiaires entre l’état liquide et l’état gazeux. Il est impossible d’observer cet état sur Terre, du fait des mouvements de convection, de la pression hydrostatique et de la sédimentation, qui sont supprimés en micropesanteur. L’étude de la physique des fluides critiques peut alors s’effectuer dans des conditions de repos et d’homogénéité parfaites, mettant en évidence des mécanismes insoupçonnés, en amont d’applications nouvelles : élaboration de poudres ou de céramiques, combustion dans l’eau, destruction des déchets à basse température, dépollution des sols… Développé pour l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux et le Laboratoire matériaux et microélectronique de Provence, l’instrument Déclic (Dispositif d’étude de la croissance et des liquides critiques) est un mini-laboratoire optique qui accueille actuellement trois modules enfichables : Ali (Alice Like Insert), dédié à la recherche sur les fluides critiques (transitions de phase, propagation de chaleur, ébullition…), HTI (High Temperature Insert), pour l’étude des propriétés physiques de l’eau supercritique, et DSI (Directional Solidification Insert) pour l’étude des processus de solidification de matériaux transparents. L’instrument sera installé dans un rack du laboratoire américain Destiny début 2009. Le projet Déclic est le fruit d’un accord franco-américain. Le développement de l’instrument a été financé par le CNES tandis que la Nasa prend en charge les coûts de lancement et d’opération en vol. Chaque partenaire reçoit en retour un droit d’utilisation de 8500 heures. Les scientifiques contrôleront les paramètres des expériences depuis le Cadmos, mais Déclic pourra également fonctionner en mode automatique. Les données seront accessibles via une interface Web. L’instrument devrait fonctionner 3 ans. DECLIC s A new laboratory for fluid physics Weightless conditions free us from fluid motions that appear when its density is very uneven and preclude observation on Earth of the physical phenomena going on inside. For example, fluids placed in critical temperature and pressure conditions take on a state somewhere between the liquid and gas phases. But it is impossible to observe them in this state on Earth due to convection movements, hydrostatic pressure and sedimentation. In microgravity, these phenomena no longer exist, so critical fluid physics can be studied in perfectly homogeneous and rest conditions, revealing unsuspected mechanisms useful for new applications such as powder and ceramic fabrication, combustion in water, low-temperature waste disposal and soil depollution. Developed with the ICMCB institute of condensed matter chemistry, Bordeaux, and the L2MP materials and microelectronics laboratory, Marseille, the DECLIC 1 instrument is an optical mini-laboratory that currently accommodates three plug-in modules : ALI (Alice Like Insert), dedicated to critical fluid research ; HTI (High Temperature Insert), for studying the physical properties of supercritical water ; and DSI (Directional Solidification Insert), for studying solidification processes in transparent materials. The instrument will be installed in a rack inside the US Destiny module on the ISS early in 2009. The DECLIC project stems from a French-US agreement. Instrument development was funded by CNES and launch and flight operations will be funded by NASA. In return, the partners will each be allocated 8,500 hours of instrument time. Scientists will control experiments from CADMOS, although DECLIC willalso be able to function automatically. Data will be accessible via a Web portal and the instrument is expected to operate for three years. 1 Dispositif pour l’Etude de la Croissance et des LIquide Critiques extensive expertise in critical fluids. The DECLIC 3 instrument developed in partnership with NASA is exploiting this experience (see opposite). Fundamental physics, biology and exobiology Fundamental physics is a new avenue of research that CNES is supporting. For example, French laboratories designed the PHARAO experiment to be flown flown as part of the European ACES project (Atomic Clock Ensemble in Space). This new-generation cooled caesium-atom clock will be associated with a Swiss hydrogen-maser clock and installed in 2013 on one of the Columbus module’s external pallets. The two clocks’frequencies will be compared to achieveaccuracy to 16 decimal places. Both willalso be compared with a ground network. At that degree of precision, scientists will be able to verify whether certain principles of the theory of general relativity that govern our Universe are indeed universal. CNES is also working with ESA on biology experiments using the Kubik incubator. Derived from the Aquarius experiment operated by Claudie Haigneré during the Andromède mission on the ISS in 2001, Kubik offers great flexibility, supporting living organisms —cells, amphibian embryos, insects, seeds and plants— which can develop in microgravity conditions and then be studied back on Earth. Lastly, the external European Technology Exposure Facility (EuTEF) accommodates technology and exobiology experiments. EuTEF will be used to study the effects of solar radiation on mixtures of molecules in small cells. Gas mixtures will test models of the evolution of Titan’s atmosphere, while solid deposits will validate hypotheses concerning the chemistry of planetary and cometary surfaces. Some experiments (Expose) will subject bacterial spores or micro-organisms to the rigours of space. CADMOS will be conducting some operations for these experiments, which will be carried to the ISS with Columbus. ■ 1 Orbiting at an altitude of 335 to 460 kilometres at a speed of 28,000 kilometres per hour, the ISS offers a platformwhere gravity is between one-tenthousandth and one-millionth of what it is on Earth. 2 Analyse des LIquides Critiques dans l’Espace 3 Dispositif pour l’Etude de la Croissance et des LIquides Critiques 35 JANVIER 2008 u cnesmag



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