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2 - OUTILS DE MICROGRAVITÉ SIMULÉE SUR TERRE

3 - HYPERPESANTEUR ROTATIONNELLE

4 - MISSIONS ANALOGUES : CENTRES DE RECHERCHE EN ENVIRONNEMENT EXTRÊME

5 - CYCLE DE VIE D’UNE EXPÉRIENCE EN MICROPESANTEUR DANS L’ISS

6 - COMMENT SAISIR LES OPPORTUNITÉS DE VOL EN MICROPESANTEUR ?

  • 6.1 - Opportunités de vol
  • 6.2 - Événements

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : IN243 v1

NewSpace : fonctionnement des laboratoires en micropesanteur

Auteur(s) : Pascale LEFEBURE

Date de publication : 10 sept. 2021

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RÉSUMÉ

Le NewSpace, écosystème spatial en bouillonnement constant , offre à  un large éventail de clients, des expériences de micropesanteur (ou microgravité) pour diverses applications dans la recherche fondamentale ou appliquée et même dans les processus de production. Cependant, les étapes de préparation pour faire voler une expérience sont souvent inconnues, considérées comme complexes, lentes et coûteuse. Cet article offre une vue d’ensemble sur les installations pour mener des expériences en micropesanteur dans l’espace (station spatiale internationale ISS, capsules automatisées, CubeSats) et  dans l’atmosphère terrestre (vols paraboliques) ou en microgravité simulée sur Terre (tours de chute libre ,machine de positionnement aléatoire…).

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ABSTRACT

NewSpace: microgravity laboratories - modus operandi

For very diverse customers, microgravity experiments found various applications in basic or applied research or even in production process.

However, the process to get an experience ready to fly is ofen unknow, viewed as complex, slow and costly. This paper article is an overview of many facilities including the ISS where experiments in microgravity (automated capsules, CubeSats, or drop towers) or simulated microgravity, can be conducted. Because working in microgravity raises various challenges, its article present how to meet the space environment requirements.

Auteur(s)

  • Pascale LEFEBURE : Ingénieur en biotechnologie, Manageure de projet aérospatial - SIGMA-VISION.COM (Targasonne, France)

INTRODUCTION

Qu’elle soit managériale, commerciale ou technologique, l’innovation est un moteur pour les entreprises. Bien sûr, il faut être visionnaire, sentir les tendances, mais il faut aussi avoir les capacités de mettre en œuvre cette innovation. Quotidiennement, les agences spatiales du monde entier donnent des ailes à des expérimentations créatives dans l’espace pour un large éventail de clients. Le NewSpace, évolution naturelle de l’écosystème spatial, favorise et soutient l’implication croissante d’un segment commercial privé accessible au plus grand nombre.

« Pour soutenir la croissance en Europe, nous mettons nos connaissances et nos technologies à disposition en dehors du secteur spatial », déclare Jan WOERNER, directeur général de l’Agence spatiale européenne ASE.

Les équipements de recherche scientifique sont nombreux dans la Station spatiale internationale ISS, installés à la fois dans la partie pressurisée de la station et sur des palettes exposées au vide. Il peut s’agir :

  • d’équipements multi-usages tel que des congélateurs ;

  • des boîtes à gants ;

  • des équipements à rayons-X ;

  • des microscopes de pointe. Le microscope du module de microscopie optique LMM qui depuis 2017 apporte la possibilité d’observations en trois dimensions ou encore le microscope à fluorescence miniaturisé FLUMIAS pour observer des cellules vivantes. La possibilité d’imagerie en direct dans l’espace est une contribution cruciale à la compréhension de l’adaptation du vivant à la micropesanteur ;

  • des minilaboratoires dédiés à la biologie tels que des serres (Veggie), aquariums ou incubateurs (Kubik, petit incubateur à température contrôlée de l’ASE) ;

  • des équipements de télémétrie enregistrant un grand nombre de paramètres allant du suivi de l’évolution de l’expérience aux mesures des rayonnements cosmiques et les rayonnements cosmiques galactiques auxquels elle est exposée ;

  • des équipements de recherche sur la physiologie humaine disponibles pour mesurer les effets des séjours de longue durée dans l’espace.

Les missions spatiales sont supervisées depuis des centres de contrôle au sol qui jouent un rôle d’assistance pour les équipages et de pilotage de ces laboratoires en micropesanteur. Les agences spatiales développent continuellement de nouveaux équipements pour répondre aux besoins des nouvelles expériences. Si les conditions à l’investissement privé sont favorables, travailler en micropesanteur présente différents défis rendant une procédure simple plus technique. Pour mener à bien une expérience en micropesanteur, les échantillons sont logés dans une unité expérimentale et un conteneur spécialement conçu pour répondre aux exigences de l’environnement spatial et rendre les objectifs de R&D réalisables en toute sécurité.

Si l’ISS reste l’exemple spatial le plus connu de l’expérimentation en micropesanteur, il existe cependant de nombreuses alternatives. Cet article fera la lumière sur le cycle de vie d’une expérience en micropesanteur afin de promouvoir une recherche en micropesanteur accessible dans une stratégie coût-performance. À travers la découverte des nombreuses infrastructures dédiées à la recherche en micropesanteur dans l’espace (ISS, capsules automatisées, CubeSats) et dans l’atmosphère (vols paraboliques) ou en microgravité simulée sur Terre (tours de chute libre, machine en positionnement aléatoire…), cet article accompagne les scientifiques dans l’identification de la technologie qui répond à un besoin spécifique de recherche.

Points clés

Domaine : Recherche spatiale

Degré de diffusion de la technologie : Maturité

Technologies impliquées : Station spatiale, lanceurs, satellites, charges utiles, bioréacteur

Domaines d’application : Médecine, sciences de la vie, chimie, cosmétique

Principaux acteurs français :

  • Pôles de compétitivité : Aerospace Valley

  • Centres nationaux : Centre national d’études spatiales (CNES), Medes

  • Industriels : Novespace

Autres acteurs dans le monde : Centre pour l’avancement des sciences dans l’espace (CASIS), Agence Spatiale Européenne (ASE), Administration Nationale de l’Espace et de l’Aéronautique (NASA), Kayser Italia, Techshot, Von Karman Institute for fluid dynamics

Contact : [email protected]

http://www.sigma-vision.com

http://www.chlorodia.fr

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KEYWORDS

International Space Station ISS   |   CubeSats   |   microgravity

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in243


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LEFEBURE (P.) -   Le laboratoire des légendes.  -  Legends-lab.space (2021).

  • (2) - MCKNIGHT (C.B.), DARREN (S.) -   IAA Situation Report on Space Debris.  -  International Academy of Astronautics (IAA) (2016).

  • (3) - YAN HUANG (M.), HUNT (B.), MOSHER (D.) -   What Elon Musk’s 42,000 Starlink satellites could do for – and to – planet Earth.  -  Business insider (2020).

  • (4) - Committee -   Inter-agency space debris coordination. IADC Space Debris Mitigation Guidelines.  -  IADC Action Item number 22.4 (2007).

  • (5) - POULET (L.), GILDERSLEEVE (M.K.), KOSS (L.L.), MASSA (G.D.), WHEELER (R.M.) -   Development of a photosynthesis measurement chamber under different airspeeds for applications in future space crop-production facilities.  -  International Conference on Environmental Systems ICES (2020).

  • (6)...

NORMES

  • Exigences de mitigation des débris spatiaux - ISO 24113 - 2019

1 Réglementation

Règlement communautaire (CE) n° 428/2009 du Conseil du 5 mai 2009 – régime communautaire de contrôle des exportations, des transferts, du courtage et du transit des biens et technologies à double usage.

Régime de Contrôle de la Technologie du Missile – Missile Technology Export Control Regime MTCR – régime multilatéral de contrôle des exportations créé en 1987 dans le but d’empêcher la prolifération des vecteurs d'armes de destruction massive.

Réglementation américaine sur le trafic d'armes au niveau international – International Trade Arms Regulation ITAR – ensemble de règlements du gouvernement fédéral américain pour contrôler les importations et exportations des objets et services liés à la défense nationale.

Loi n° 2008-518 du 3 juin 2008 sur les Opérations Spatiales entrée en vigueur en 2010 en France.

Convention sur l'immatriculation des objets lancés dans l’espace (communément appelée Convention sur l’immatriculation) adoptée par l’Assemblée générale des Nations Unies en 1974 entrée en vigueur en 1976 et ratifiée par 69 États en décembre 2018.

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2 Annuaire

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2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

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