Article rédigé par Marine Laplace, stagiaire en médiation scientifique au Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques.

 

Tout a commencé avec le projet de fabrication du CubeSat et nanosatellite OGMS-SA (Orbital Grey Measurement System and Software Advancement) du Campus Spatial de l’UPEC (CSU), destiné à former des étudiants en ingénierie spatiale. En parallèle, suite à la mise à l’arrêt du dispositif EXPOSE par l’ESA, le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) souhaitait trouver de nouveaux moyens pour analyser le comportement de molécules organiques soumises aux rayonnements ultra-violets solaires et cosmiques dans l’espace et évaluer leur dégradation. En effet, une grande partie des évolutions chimiques dans le système solaire sont dues aux rayonnements de notre étoile. Par conséquent, pour comprendre ces évolutions il est nécessaire de reproduire les conditions spatiales. Cependant, les conditions réelles de l’espace sont très complexes et donc difficiles à reproduire à l’identique en laboratoire sur Terre d’où l’idée de faire des expériences in situ, directement dans l’espace. Pourquoi pas alors construire un dispositif pour remplacer EXPOSE, mais sous la forme d’un nouveau CubeSat ?

 

Le projet comporte trois étapes successives (Tableau 1). Tout d’abord, l’envoi du CubeSat OGMS-SA permettant de valider la technologie. Puis IR-COASTER/ISS sera envoyé sur la Station Spatiale Internationale (ISS) pour être exposé à l'extérieur du module européen Columbus. Sa conception a été largement inspirée de l’architecture CubeSat, mais adaptée aux contraintes de la Station Spatiale. Cependant, au niveau de l’orbite de l’ISS, la dégradation des molécules organiques ne se fait pas dans des conditions optimales de simulation de l’environnement spatial à cause du champ magnétique terrestre qui « protège » les molécules organiques du vent solaire et des rayonnements cosmiques. D’où le projet IR-COASTER version CubeSat ou 6U qui aura lieu dans un troisième temps sur une orbite plus éloignée de la Terre, s’affranchissant ainsi du champ magnétique et de sa protection.

 

 

Tableau 1. Descriptif des différentes étapes du projet IR-COASTER

 

« Le problème du spatial c’est que l’on ne peut pas réparer. Une fois que le satellite sera là-haut, il devra être complètement autonome et survivre aux conditions auxquelles il sera confronté. Sur Terre, on peut toujours intervenir pour réparer un problème. De plus, ce type de mission a un coût élevé, donc il faut que le satellite tienne le temps de la mission. » explique Noël Grand, ingénieur, chef de projet au LISA. Il existe des contraintes dues aux vibrations lors du décollage, aux températures, aux risques de corrosion dans l’espace… Et la sécurité des astronautes présents dans l’ISS doit également être assurée. Plusieurs modèles de IR-COASTER sont alors soumis à une multitudes de tests numériques et/ou physiques avant que le modèle de vol soit conçu.

 
Sur EXPOSE, les échantillons étaient analysés uniquement avant le départ, puis une fois de retour sur Terre. Mais sur IR-COASTER/ISS, et dans le CubeSat IR-COASTER/6U, un spectromètre infrarouge plus petit qu’un appareil classique de laboratoire sera embarqué et mesurera l’évolution des échantillons tout au long des expériences. Les molécules sélectionnées pour ces missions sont d’intérêt pour l’exobiologie et l’astrochimie. Dans les cellules vivantes, l’ARN messager est le résultat de la transcription des gènes. Les ARN messager matures sont eux à leur tour traduits en protéines. Ces protéines jouent un rôle primordial dans les structures cellulaires, dans l’immunité ou encore dans le bon fonctionnement des voies métaboliques. C’est pourquoi seront étudiées l’uracile, une base azotée présente dans l’ARN, et la glycine, un des nombreux acides aminés composant les protéines. Elles sont essentielles au vivant, mais aussi détectées dans des météorites et pourraient être apportées sur Terre après un long séjour dans l’espace.

 
En conclusion, ces projets apporteront des données sur l’évolution de la matière organique dans un environnement spatial. Elles permettront de répondre à la question « Comment réagit la matière organique aux rayonnements solaires et cosmiques ? »

 
Pour en savoir plus :  ici le lien de l’article entier sur le site du Campus Spatial de l’UPEC.

 
Merci aux membres de l'équipe travaillant sur ces projets et qui ont contribué à la construction de cet article : Noël Grand, ingénieur et chef de projet, Mathieu Gourichon, ingénieur électronique, Kristian Harge, ingénieur informatique, Lisa Viallon et Florent Mignon, ingénieurs mécanique, Ines Louison, assistante ingénieure en analyse chimique, et enfin Hervé Cottin, professeur d’astrochimie et responsable du projet.

Bibliographie : https://www.csu.u-pec.fr/les-cubesats/ir-coaster/ consulté le 5 mai 2022