par Marlène Cherruault, médecin de la mission

Le décor est posé ! La base en Israël représente la mission sur Mars et le centre de contrôle (Mission Support Center, MSC) se trouve à Innsbrück, en Autriche. Entre ces deux lieux, la communication se fait avec un délai de 10 min pour respecter les conditions d’une mission réelle. Si une question est posée depuis Israël ou Mars, la réponse ne sera donc reçue par les astronautes que 20 min plus tard ! Du fait de ces délais, l’équipe d’astronautes est entraînée pour réussir à résoudre la majorité des anomalies eux-mêmes.

Au MSC, on retrouve différentes équipes. Par exemple, les membres de l’équipe Flight plan préparent l’enchaînement des activités quotidiennes selon les ressources en matériel et les personnes présentes sur le terrain. Quant à Earth Com, elle s’occupe de la communication Mars-Terre pendant que Records s’assure que les données ne soient pas perdues en partenariat avec l’équipe informatique. Les différentes expériences menées dans le cratère de Ramon ont été suggérées et créées par des investigateurs issus de toute l’Europe : ils forment le Remote Science Support. Lorsque les astronautes hésitent sur une conduite à tenir ou un protocole pour une expérience, c’est vers eux qu’ils se tournent pour le bon déroulement des expériences. Les investigateurs récupèrent les données produites sur le terrain. Quant à l’équipe BME (Biomedical engeneering), elle garantit la sécurité médicale des membres sur le terrain. L’ensemble de ces équipes travaille sous la direction de la Flight Control Team et notamment de ses Flight directors qui s’assurent du bon déroulé de la mission.

Les astronautes sont soutenus sur place en Israël par l’équipe OSS (On-Site Support Team), comprenant une quinzaine de personnes dont deux médecins pour garantir la sécurité des équipes sur le terrain. Cette équipe installe la station et les équipements nécessaires pour le déroulement de la mission : accès internet par voie satellitaire, apport d’énergie par panneaux solaires et générateurs en complément, apport d’eau et gestion de certaines expériences. Du point de vue de la simulation, l’OSS représente les capacités futures des agences spatiales à déployer des systèmes autonomes, robotiques ou d’intelligence artificielle qui prépareront la mission sur Mars avant l’arrivée des astronautes.

Alors que les astronautes habitent dans la station dans le cratère, l’équipe OSS est installée à Mitzpe Ramon, le dernier village avant le cratère. Lors de la phase d’isolement, aucun contact n’est permis entre les astronautes et l’équipe OSS, puisque les conditions sont alors celles d’un voyage sur Mars et les astronautes sont donc… seuls sur Mars !

Les astronautes resteront pendant leur phase d’isolement dans une station crée par l’Agence Spatiale Israëlienne et D-Mars, un centre de recherche en missions analogues. Basée sur une précédente structure complétée d’un nouveau module, la station comprend deux parties reliées par un petit couloir. La première partie, octogonale, correspond à la zone de travail avec le laboratoire, les consoles, le matériel pour les expériences, mais aussi l’espace pour enfiler et retirer les combinaisons juste à côté du sas d’entrée. Ces combinaisons servent aux EVA (extra-vehicular activities) lorsque les astronautes doivent sortir pour effectuer la maintenance de la station  ou des expériences. La deuxième partie de la station, d’allure triangulaire, est la partie habitation : 52m² avec une kitchenette, 6 lits et une douche/WC avec accès à l’eau très limité. L’eau de la douche sert pour les toilettes, puis rejoint le système HOMEBIOGAS. Non utilisé durant la mission, ce système permettra à la fois de créer de l’énergie par le gaz qu’il produit, mais également de l’engrais pour des expériences d’agriculture.

Après plusieurs années de préparation, cinq répétitions générales à Innsbruck (et quelques retards dus au Covid !), le coup d’envoi de la mission est donné le 4 octobre 2021.

230 volontaires venant de 25 nationalités différentes ont contribué à ce projet d’envergure internationale.

A partir du 11 octobre, la phase d’isolement débute : on se rapproche le plus possible d’une mission réelle et aucun contact direct n’est permis avec l’extérieur, et notamment avec l’équipe OSS qui est sur place. Les astronautes ne sont autorisés à quitter la station que pour les sorties extra-véhiculaires (EVA, extra-vehicular activities), habillés d’une combinaison mimant au plus près les combinaisons réelles. Ces EVA sont soumises à un protocole strict et elles ne sont autorisées qu’après vérification du bon fonctionnement des combinaisons et une évaluation des paramètres extérieurs : météo, tâches à effectuer durant l’EVA, adaptation aux soucis techniques.

Durant cette phase d’isolement complet de 3 semaines, les astronautes-analogues ont pu réaliser une série d’expériences dans des domaines aussi variés que la robotique, la géologie, la psychologie ou la médecine. La mission AMADEE-20 s’est basée sur la cascade d’exploration, c’est-à-dire une séquence de déploiement efficace, pour réussir à obtenir de nouvelles connaissances. Un appel à projets a été lancé presque 3 ans avant la mission et les expériences les plus intéressantes ont été retenues. Par exemple, dans le domaine de la détection de la vie : comment réussir à récolter des données, sans les contaminer, et que cela soit reproductible ? Ces questions ont notamment été explorées lors de l’expérience MICROPOTENTIAL où les astronautes avaient pour mission de se diriger vers une zone précise à partir de coordonnées fournies par le MSC, puis de réaliser des prélèvements à ces endroits précis.

Des drones ont aussi été testés, ainsi que des rovers ou des systèmes d’exploitation pour relier console de commandes et engins robotiques. Pour aider les astronautes à cartographier la zone, le drone AMAZE utilise de manière autonome la technique de l’odométrie visuelle : il détermine la position et l’orientation du drone en analysant les images de caméras et permet de recréer en 3D des cratères. Quant à AEROSCAN, il s’agit d’un autre exemple de drone : autonome, alimenté par énergie solaire, à décollage et atterrissage vertical, il permet d’analyser la surface de la région par une technique de photogrammétrie (c’est-à-dire en utilisant la parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents), pour reconstituer la zone en 3D. A partir des données obtenues, les EVA étaient planifiées et le rover MERCATOR était envoyé sur des zones d’intérêt. Ce rover était conduit par un astronaute depuis la station, aidé par un dispositif haptique nommé MEROP : cela signifie que le gant entourant la main de l’astronaute lui fournit des sensations tactillo-kinesthésiques, pour l’aider à conduire le robot à distance.

Une imprimante 3D (MELT) fournie par l’ESA a également été testée lors de cette mission analogue.

Des expériences dans le domaine médical ont également été conduites sur la modification du microbiote de la peau et des selles en contexte d’isolement prolongé, ou encore l’évolution psychologique d’une équipe dans un environnement isolé et sa capacité à agir ensemble pour résoudre des problèmes. Pour certaines expériences, les astronautes mais aussi les membres de l’équipe OSS ont été mis à contribution.

Durant les voyages de longue durée, les astronautes devront être capables de diagnostiquer les anomalies médicales dont ils peuvent souffrir. L’étude VFR e-FAST a ainsi étudié la possibilité de réaliser une échographie pour repérer les principaux organes. Quant à l’étude RETINA, elle a permis de tester un nouveau dispositif de contrôle du nerf optique par les astronautes eux-même.

Cette mission a aussi permis de mieux comprendre comment une équipe de quelques personnes évolue dans un espace restreint : à quel endroit de la station passe-t-on le plus de temps ? Seul ou avec d’autres personnes ? Quelle est la consommation d’eau ou d’électricité ? Ces données aideront à créer les futures stations de mission longue durée.

Le 31 octobre, les astronautes-analogues sortent de leur phase d’isolement, après 3 semaines de participation intense aux différentes expériences.

… Mais l’histoire ne s’arrête pas là. Les milliers de données récoltées sont encore analysées pour aider à comprendre et améliorer les futures missions spatiales de longue durée.

Le 3 avril 2022, après un weekend de debriefing avec les astronautes, les investigateurs et les équipes des MSC/OSS, le clap de fin est tombé. AMADEE-20 est terminé.

Grâce à cette mission-analogue, nous avons tous été fiers de participer à l’avancée des connaissances dans le domaine de l’exploration spatiale… et attendons déjà avec impatience la prochaine mission !