Après un séjour de plusieurs mois, intense sur le plan scientifique, à bord de la Station spatiale internationale (ISS), la mission NASA SpaceX Crew-10 se prépare à son retour sur Terre. L'équipage, composé des astronautes expérimentés de la NASA Anne McClain et Nichole Ayers, de l'astronaute japonais Takuya Onishi de la JAXA et du cosmonaute de Roscosmos Kirill Peskov, devrait revenir début août, concluant ainsi l'une des expéditions scientifiques les plus productives de l'histoire récente. Au cours de leur mission de longue durée, les astronautes ont mené des dizaines d'expériences cruciales et de démonstrations technologiques, repoussant les limites de la connaissance humaine et préparant l'humanité à de futures entreprises spatiales encore plus ambitieuses, comme un voyage vers Mars. Leur travail a couvert un large éventail de disciplines, de la biotechnologie et l'agronomie à la physique et la médecine, et les résultats de leurs recherches auront des conséquences considérables non seulement pour les futurs astronautes, mais aussi pour la vie sur Terre.

Une révolution dans l'agriculture et la nutrition spatiales

L'un des principaux objectifs de la mission Crew-10 était de trouver des moyens durables de cultiver des aliments dans l'espace, ce qui est une condition préalable aux missions de longue durée au-delà de l'orbite terrestre basse. Dans le cadre de l'expérience Rhodium Plant LIFE, les astronautes ont suivi de près la croissance de la plante Arabidopsis thaliana, connue sous le nom d'arabette des dames, pour étudier les effets combinés du rayonnement spatial et de la microgravité sur le développement des plantes. En comparant les données avec celles des plantes qui ont volé lors de la mission Polaris Dawn, qui a atteint des altitudes orbitales nettement plus élevées et a été exposée à un rayonnement plus fort, les scientifiques espèrent découvrir les mécanismes fondamentaux qui régissent la croissance des plantes dans des conditions extrêmes. La compréhension de ces processus pourrait conduire au développement de cultures génétiquement modifiées plus résistantes au stress, à la fois dans l'espace et sur Terre dans les zones touchées par le changement climatique.

Dans une veine similaire, l'expérience APEX-12 a vu Takuya Onishi et Nichole Ayers analyser l'impact du rayonnement spatial sur les télomères, les capuchons protecteurs aux extrémités des chromosomes. Les télomères se raccourcissent naturellement à chaque division cellulaire, ce qui est l'un des principaux indicateurs du vieillissement cellulaire. La recherche sur l'arabette des dames pourrait éclairer la manière dont les conditions spatiales accélèrent le processus de vieillissement au niveau moléculaire, fournissant des informations clés pour le développement de thérapies contre les maladies liées à l'âge et de méthodes pour protéger la santé des astronautes. Dans le cadre de la mission, une expérience étudiante, Nanoracks Module-9, a également été menée, qui a étudié la germination des graines de bette à carde dans l'espace, en comparant leur forme, leur taille et leur composition nutritionnelle avec celles cultivées sur Terre. De tels projets non seulement fournissent des données précieuses, mais inspirent également une nouvelle génération de scientifiques.

L'équipage a accordé une attention particulière aux microalgues en tant que source de nourriture potentielle pour l'avenir. Dans le cadre de l'étude SOPHONSTER, l'astronaute Nichole Ayers a traité des échantillons de microalgues dans le Laboratoire de Bioproduits Automatisé de l'Espace. Ces plantes microscopiques sont extrêmement nutritives, riches en protéines, en acides aminés, en vitamines du groupe B et en fer. Leur culture ne nécessite pas beaucoup d'espace ni de ressources, et elles pourraient devenir un substitut durable à la viande et aux produits laitiers lors de voyages de plusieurs années. Outre la nourriture, les microalgues ont le potentiel de produire des biocarburants et des composés bioactifs pour les médicaments, créant ainsi un système fermé et autonome pour la vie dans l'espace.

Étude du corps humain dans des conditions extrêmes

Un séjour de longue durée en microgravité a des effets significatifs sur le corps humain, et comprendre et atténuer ces effets est une priorité pour la NASA. L'équipage de Crew-10 a participé à une série d'études continues de surveillance de la santé. Anne McClain et Takuya Onishi ont régulièrement prélevé des échantillons de sang qui sont analysés pour suivre les changements dans les systèmes cardiovasculaire et immunitaire, la perte de masse osseuse et musculaire, et l'état nutritionnel et métabolique. Ces données sont cruciales pour développer des contre-mesures qui permettront aux astronautes de rester en bonne santé et fonctionnels pendant un voyage vers Mars et retour.

Un accent particulier a été mis sur la protection de la vision. Il est connu que les vols spatiaux peuvent provoquer des changements dans la structure de l'œil et l'acuité visuelle, une condition connue sous le nom de SANS (Syndrome Neuro-oculaire Associé à l'Espace). Takuya Onishi, avec l'aide de Nichole Ayers, a effectué des examens oculaires réguliers à l'aide de la technologie de tomographie par cohérence optique (OCT). Cet appareil utilise la lumière réfléchie pour créer des images tridimensionnelles détaillées de la rétine et du nerf optique, permettant une détection et un suivi précoces des changements subtils. Les résultats de cette recherche aident à protéger la vision des astronautes, mais aussi à diagnostiquer les maladies oculaires sur Terre.

Au niveau le plus fondamental, l'expérience Cell Gravisensing de la JAXA a tenté de découvrir comment les cellules individuelles de notre corps perçoivent la gravité. Bien qu'il soit connu que les cellules réagissent aux changements des forces gravitationnelles, le mécanisme exact reste un mystère. Takuya Onishi a traité des échantillons dans le module japonais Kibo, dans le but d'observer les changements dans le cytosquelette cellulaire. La découverte de ce mécanisme pourrait conduire à des thérapies révolutionnaires pour traiter des affections telles que l'atrophie musculaire et l'ostéoporose, des maladies qui affectent non seulement les astronautes, mais aussi des millions de personnes sur Terre, en particulier la population âgée.

Amélioration de la station et de la technologie pour l'avenir

Pour que la Station spatiale internationale reste un laboratoire scientifique de premier plan, des améliorations constantes sont nécessaires. L'une des tâches les plus importantes de la mission Crew-10 a été une sortie dans l'espace de l'astronaute Anne McClain pour installer de nouveaux panneaux solaires, connus sous le nom d'IROSA (International Space Station Roll-Out Solar Array). Ces nouveaux panneaux solaires flexibles sont plus compacts et nettement plus efficaces que les originaux, et leur installation augmente la puissance électrique disponible de 20 à 30 %. Plus de puissance signifie plus d'espace pour la recherche scientifique complexe et un soutien pour les futurs modules commerciaux sur la station.

L'équipage a également travaillé à l'installation d'un nouveau système de purification et de distribution d'eau potable, l'Exploration Potable Water Dispenser. Cet appareil teste une technologie avancée pour la désinfection de l'eau et la réduction de la croissance microbienne, fournissant de l'eau chaude et froide pour boire et préparer les aliments. La technologie développée pour ce système sera cruciale pour les futures missions dans l'espace lointain, où le recyclage de l'eau est d'une importance vitale.

À l'intérieur de la station, les astronautes ont également testé de nouveaux assistants technologiques. Takuya Onishi a supervisé le fonctionnement d'une caméra sphérique flottante, la JEM Internal Ball Camera 2. Ce petit robot autonome peut enregistrer des vidéos et des photos d'expériences scientifiques sous des angles uniques, libérant ainsi le temps de l'équipage pour d'autres tâches plus importantes. D'autre part, le microscope à fluorescence ELVIS a apporté une nouvelle capacité d'observation du mouvement des algues et des bactéries microscopiques en 3D. Cette technologie pourrait être utilisée pour la surveillance de la qualité de l'eau en temps réel ou pour la détection rapide d'organismes potentiellement infectieux.

Du micromonde à la couronne solaire : des avancées scientifiques

La microgravité offre des conditions uniques pour des recherches impossibles sur Terre. L'expérience Ring Sheared Drop-IBP-2 a utilisé un dispositif spécial qui emploie la tension superficielle pour maintenir une gouttelette de liquide piégée entre deux anneaux. Cela élimine le contact avec les parois solides du conteneur, permettant l'étude du comportement des protéines liquides dans leur forme pure. Cette recherche se concentre sur la formation de fibrilles amyloïdes, des agrégats de protéines associés à des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. Une meilleure compréhension de ce processus pourrait accélérer le développement de nouveaux médicaments.

Dans la même veine, on trouve les expériences de cristallisation dans le processeur Advanced Space Experiment Processor-4. Anne McClain a travaillé sur une recherche démontrant une technologie pour la production possible de produits pharmaceutiques lors de missions dans l'espace lointain. Une mise à niveau de ce système, la ADSEP-Industrial Crystallization Cassette, teste du matériel qui permet une production plus massive, ouvrant la voie à la production commerciale de cristaux parfaits pour les industries pharmaceutique et des matériaux dans l'espace.

D'un point de vue unique, à plus de 400 kilomètres au-dessus de la Terre, les astronautes ont également observé notre planète et notre étoile. Nichole Ayers a pris des photographies spectaculaires d'éclairs au sommet des nuages d'orage, fournissant des données qui aident les scientifiques à comprendre les phénomènes de la haute atmosphère. En même temps, l'instrument CODEX, utilisant un coronographe pour bloquer la lumière directe du soleil, a recueilli des données sur la température de l'atmosphère externe du Soleil, la couronne. Comprendre la dynamique de la couronne est crucial pour prédire le vent solaire et la météo spatiale, qui peuvent menacer les satellites, les systèmes de communication et les réseaux électriques sur Terre.