La vie dans l'espace

Au cours de leur séjour à bord de la Station spatiale internationale (ISS), les astronautes sont amenés à vivre et à travailler dans un environnement extrêmement différent du milieu terrestre. Leurs besoins restent les mêmes : se laver, aller aux toilettes, boire et manger, rester en forme et en bonne santé. Les conditions d’impesanteur à bord de l’ISS les obligent cependant à adapter ces activités en conséquence.

L’ISS orbite à 400 kilomètres au-dessus de la Terre et il faut l’approvisionner en tout. Cela signifie que les astronautes doivent stocker les ressources comme l’eau et les vivres et que les déchets produits doivent être réduits au minimum.

Dans cette série de clips vidéo réalisés au cours de la mission OasISS de l’astronaute de l’ESA Frank De Winne, Frank et les autres membres de l’équipage expliquent comment ils vivent à bord de l’ISS. Cette leçon en ligne peut être utilisée dans le cadre des leçons du programme traitant de l’hygiène personnelle, de l’alimentation, de la nutrition, de l’exercice et de la santé.

Bien commencer la journée : l’hygiène personnelle à bord de l'ISS

Que tu sois chez toi, à l’école ou en vacances, l’une des choses dont tu dois t’occuper tous les jours est ton hygiène personnelle.

Qu’est-ce que cela veut dire ? Plus précisément, te laver, te brosser les dents, aller aux toilettes ou encore mettre des vêtements relativement propres.

Même sur la Station spatiale internationale, les astronautes doivent se soucier de leur hygiène personnelle. Dans un si petit espace que l’on partage avec parfois 13 personnes, les choses peuvent devenir très désagréables si quelqu’un se laisser aller !

Commençons par les bases :

Les dents

Pourquoi avons-nous des dents et quel en est le rôle ?
Comment prendre soin de nos dents ?
Pourquoi est-il important de prendre soin de ses dents ?

Indique toutes les raisons pour lesquelles tu penses que les dents sont utiles.

Prends un miroir et observe tes dents.

Combien de types de dents différents vois-tu/sens-tu ? Les dents aiguisées à l’avant de ta bouche sont les incisives. Les dents pointues qui les encadrent sont les canines, tandis que les dents plus larges et bosselées sont les prémolaires et les molaires. En grandissant, tu perds tes dents de lait qui sont remplacées par les dents 'définitives'. Vu que tu garderas ces dernières toute ta vie, il convient d’en prendre soin !

Compte tes dents. Dessine tes dents telles que tu les vois dans la glace et essaie d’étiqueter les différentes parties (émail, gencives, mâchoire…). Recherche le rôle de chacune.

Une expérience à tenter : L’effet du coca-cola sur les dents

Si tu as conservé une dent que tu avais perdue quand tu étais plus jeune, par exemple une dent de lait, mets-la dans un verre rempli de coca-cola ou d’une autre boisson gazeuse que tu as l’habitude de boire. Continue à l’observer jour après jour pendant une semaine. Que remarques-tu ?

Prends une photo de ta dent avant et après son séjour dans le verre. Sais-tu pourquoi ta dent change ? Comprends-tu pourquoi il est important de limiter ta consommation de boissons gazeuses ?

Qu’y a-t-il dans les 'bulles' de ces boissons qui abîme les dents ?
Pourquoi utilisons-nous du dentifrice ?
A quelle fréquence dois-tu te brosser les dents avec du dentifrice ?

Réponses :
La bouche d’un enfant compte en général 20 à 25 dents. Il est important de se brosser les dents pour éviter d’avoir des caries et une mauvaise haleine. Si tu arrêtes de te brosser les dents, tu auras mauvaise haleine, tes dents commenceront à te faire mal et des caries s’y formeront.

Les boissons gazeuses sont acides et peuvent abîmer l’émail des dents. Te brosser les dents après les repas avec un dentifrice au fluor aide à prévenir les caries dentaires et à renforcer les dents. Tu auras aussi bien meilleure haleine !

En te levant le matin, l’une des premières choses que tu fais est de te brosser les dents. Sais-tu pourquoi tu dois le faire ?

Quand tu manges, une partie du sucre contenu dans les aliments reste dans ta bouche. Les bactéries se nourrissent de ce sucre pour fabriquer de l’acide. L’acide dissout l’émail des dents ce qui peut entraîner l'apparition de caries. Les caries peuvent causer des rages de dents douloureuses. Tu dois aller régulièrement chez le dentiste pour vérifier que cela ne se produit pas. Tout le monde doit garder des dents propres et saines, même les astronautes dans l’espace ! Là-haut, il n’y a pas de dentiste, alors mieux vaut ne pas avoir une rage de dent …

Dans l’espace :

Les astronautes se lavent les dents comme tu le fais chez toi, à une différence près. Regarde comme tout 'flotte' autour d’eux.

Cela est dû au fait que sur la Station spatiale internationale il n’y a pas de poids qui attire les choses vers le bas comme sur Terre. La Station orbite très rapidement autour de la Terre (à 28 000 kilomètres/heure) à une vitesse et dans une direction telles qu'elle ne tombe pas vers la Terre mais continue à tomber autour de celle-ci. Et comme elle est en chute libre, tout ce qui se trouve à l’intérieur est en impesanteur. Du coup, tout flotte. Même l’eau et le dentifrice.

Les astronautes peuvent avaler le dentifrice après s’être lavés les dents (c’est un dentifrice comestible), puis s’essuyer la bouche avec une lingette mouillée. Ils doivent se brosser les dents en ouvrant le moins possible la bouche pour éviter que le dentifrice ne s'échappe !

Aller aux toilettes sur l’ISS

Mais si tout 'flotte' dans l’espace, comment faire au moment d’aller aux toilettes ? L’ISS est équipée de toilettes très spéciales (qui se trouvent sur le module Russe Zvezsda). Et, il y aura un autre WC sur le module américain une fois l’équipe au grand complet.

Les astronautes doivent s’attacher avec des sangles pour éviter de s’éloigner en flottant. La chasse d’eau a été remplacée par un tube aspirant qui évacue tous les déchets dans un flux d’air. Les déchets solides sont compressés, puis stockés en vue de leur future élimination. L’urine est recueillie, puis recyclée. Pas de doute, aller aux toilettes sur l’ISS est une expérience singulière !

Boire et manger à bord de l’ISS

Comme la gymnastique, la nutrition joue un rôle important dans le maintien en bonne santé des astronautes.

L’alimentation ne permet pas uniquement d’apporter aux astronautes les calories dont ils ont besoin pour travailler : pour ces hommes et ces femmes qui sont si loin de leurs familles et amis, les repas ont également une fonction sociale importante.

Les plats sont préparés spécialement car, en impesanteur, certaines mesures s’imposent pour éviter que les denrées ne se répandent hors des assiettes. Il est, par ailleurs, impératif de manger certains aliments pour contrer les effets de l’adaptation au milieu spatial.

Les astronautes peuvent choisir les repas de leur choix à condition que l'apport nutritionnel et les calories restent dans les limites admises : 2800 calories par jour. Les plateaux-repas sont préparés au sol pour chaque astronaute et livrés à l’ISS avant son arrivée. Ils sont stockés dans l’un des modules et marqués. Les plateaux-repas rouges contiennent de la nourriture russe, tandis que les bleus contiennent des plats en provenance de nations américaines/européennes.

Les aliments doivent être traités spécialement de manière à durer longtemps et ne pas être trop lourds.

La nourriture spatiale

Les astronautes mangent plusieurs types d’aliments dans l’espace :

 

• Aliments réhydratables : L’eau est éliminée pour faciliter la conservation de ces aliments. On parle aussi de lyophilisation. À bord, l’eau est réintégrée dans les aliments avant la consommation. Cette méthode est utilisée pour les boissons (thé, café, jus d’orange) et pour les céréales comme les flocons d’avoine.
• Aliments thermostabilisés : Ces aliments sont traités thermiquement pour pouvoir être conservés à température ambiante. La plupart des fruits et du poisson (thon) sont préparés dans des boîtes de conserve dotées de languettes qui facilitent l’ouverture. Les desserts sont présentés dans des coupelles en plastique.
• Aliments irradiés : La plupart des plats à base de bœuf sont cuits et conditionnés dans des sachets souples en feuille d’aluminium, puis stérilisés au moyen de rayons ionisants de manière à pouvoir être conservés à température ambiante.
• Aliments frais : Par exemple des pommes et des bananes. L'arrivée de membres d'équipage est aussi l'occasion d'approvisionner l’ISS en produits frais.
• Aliments naturels : Par exemple des noix et des biscuits.

Les astronautes se servent des plats comme d’assiettes et doivent presser les tubes et sachets pour en faire sortir la nourriture. Peux-tu imaginer ce qu’il se passerait si les boissons et les miettes pouvaient s’éparpiller partout dans l’ISS ? Avec les appareils électriques qu’il y a partout… Ce serait catastrophique !

Amener une telle quantité de vivres et d’eau sur la Station coûte extrêmement cher et il faut donc choisir des aliments qui pèsent peu et se conservent bien.

Une expérience à tenter : Comparaison du noircissement ou du pourrissement d'un fruit mûr avec un inhibiteur chimique et l’air.

Matériel:
De l’eau distillée, des pommes, des bananes, des branches de céleri et des carottes, des comprimés de vitamine C. Un petit saladier en plastique, un couteau, des cuillers et des assiettes en papier.

Introduction:
Lorsque tu exposes des aliments comme des pommes ou des bananes à l'air que se passe-t-il ? Ce noircissement abîme les denrées. Dans l’espace, des économies de place et de poids s’imposent pour certaines denrées fraîches afin d’éviter d'avoir à jeter épluchures et noyaux. De plus, les denrées doivent être emballées en portions individuelles. Pour cela, il faut couper les fruits et les légumes en tranches fines et empêcher l’air de les abîmer.

Nous allons maintenant découvrir comment y parvenir en utilisant un inhibiteur chimique.

Méthode:
1. Mets de l’eau dans deux bols profonds. Dissous un comprimé de vitamine C dans l’un des bols et laisse l’autre tel quel (rempli d’eau du robinet). Étiquette bien les deux bols.
2. Coupe un fruit en six tranches égales. Mets 2 morceaux dans chacun des bols. Vérifie qu’ils sont complètement recouverts d’eau et laisse-les comme çà dix minutes.
3. Mets les 2 morceaux restants sur une assiette en papier marquée 'non traités'.
4. Retire un à un les morceaux avec une cuiller et mets-les sur des assiettes en papier séparées.
5. Répète l’opération avec différents fruits et légumes.
6. Laisse les 3 assiettes reposer une heure et regarde si les denrées ont noirci.

Discussion :

• Quels sont les fruits/légumes qui n’ont pas noirci comme les autres ?
• Connais-tu d’autres inhibiteurs chimiques susceptibles d’être utilisés pour conserver les fruits et légumes, et comestibles ?
• Essaie de voir si la quantité de vitamine C influe sur la vitesse à laquelle les fruits et légumes noircissent. Comment dois-tu procéder ?

Réponses :

• Ceux qui ont été traités avec la vitamine C sont moins abîmés. Cela est dû au fait que la vitamine C agit comme un antioxydant et neutralise l’action de l’oxygène sur les aliments (le noircissement).
• Le sucre, le sel, les acides (le vinaigre)…
• Suggestions : Divise en moitiés puis en quartiers les comprimés de vitamine C et dissous chaque morceau dans une quantité d’eau identique à celle utilisée pour le comprimé entier. Regarde si la diminution du dosage a un effet.

Gymnastique et forme physique

Le corps humain a évolué sur Terre, dans un champ de gravité. En impesanteur même les opérations les plus simples sont plus complexes. Les astronautes doivent s’attacher solidement pour éviter de flotter et dériver, même se servir d’un ordinateur devient difficile. Les sorties dans l’espace peuvent être épuisantes et soumettre les muscles à des contraintes inhabituelles.

Les astronautes doivent donc prendre le temps de faire de l’exercice, rester en forme et en bonne santé pour effectuer leur travail sur l’ISS et revenir sur Terre en bonne forme physique. À bord, il y a un tapis roulant et un vélo d’appartement (sans pneus) !). Les astronautes doivent faire au minimum deux heures d’exercice par jour pour rester en forme.

Il y a aussi diverses poulies et cordes qui sont similaires aux équipements des salles de gym sur Terre et leur permettent de faire de la musculation. Ils peuvent ainsi conserver leurs os et leurs muscles en bonne condition, ce qui est aussi très important pour quand ils retrouveront la gravité terrestre. Leur condition physique reste ainsi au meilleur niveau possible.