Bordeaux-Bruxelles-Bordeaux: des élèves belges en chute libre à bord d'un laboratoire volant de l'ESA

Une quinzaine d'équipes scientifiques peut prendre place à bord pour effectuer un vol ponctué de "sauts de puce" ou temps de chutes libres durant lesquelles l'effet de la gravité est annihilé. La prochaine campagne de l'ESA qui est prévue du 21 au 24 juillet impliquera quelque 120 étudiants en sciences provenant de tous les pays d'Europe. Cette 6ème campagne de vols paraboliques pour étudiants constituera une "première" pour des élèves bruxellois de fin d'humanités.

La Région de Bruxelles-Capitale a, au début de l'année, organisé un concours destiné aux élèves du dernier cycle d'études dans les écoles d'enseignement secondaire: Brussels "Zero G Experience" (*) invitait ces élèves à imaginer et proposer une expérience scientifique qui pourrait être réalisée en micropesanteur lors d'une campagne de vols paraboliques de l'ESA en juillet. L'Euro Space Foundation, qui organise des actions éducatives afin de sensibiliser les jeunes aux défis et métiers de l'espace, a participé à l'organisation de ce concours et dans la sélection des meilleures propositions.

Les 22 et 23 juillet, cinq équipes de 3 élèves, chacune accompagnée de leur professeur et d'un parrain (étudiant ingénieur industriel), auront la possibilité de participer à deux vols de 30 paraboles qui leur permettront de réaliser des observations scientifiques en micropesanteur. L'Airbus spécialement renforcé de Novespace effectuera un aller-retour Bordeaux-Bruxelles dans un couloir aérien qui lui est réservé pour son vol un peu particulier. Il accomplira une suite de courbes paraboliques au cours desquelles sont brièvement reproduites les conditions de la microgravité à l'intérieur de sa cabine capitonnée.

Lors d'un tel vol, l'Airbus évolue comme sur un roller invisible. Son pilote l'expédie pour une montée en flèche à pleine puissance, puis coupe les moteurs jusqu'à une poussée nulle. Alors l'avion n'est plus soumis qu'à l'attraction de la gravité et commence à décrire une parabole dans le ciel, comme la trajectoire d'une balle en l'air. Le fait d'être en chute libre supprime l'effet de la gravité à l'intérieur de l'appareil pendant quelque 20 secondes, jusqu'à ce que finalement le pilote remette les gaz pour ramener l'Airbus à l'horizontale.

Lors de la trentaine de paraboles qui sont réalisées en deux heures et demie, on enregistre jusqu'à une dizaine de minutes de microgravité par jour. Ce temps est mis à profit par les chercheurs d'Europe qui s'intéressent à la manière dont les matériaux et la matière vivante se comportent en l'absence de poids. "Les campagnes de vols paraboliques donnent un accès rapide et peu coûteux à la microgravité", explique Vladimir Pletser, le coordinateur à l'ESA des activités "Parabolic Flight Campaign" et le promoteur du concours auprès de la Région de Bruxelles-Capitale. "Elles nous permettent d'avoir un cycle rapide d'opérations. Depuis la proposition initiale jusqu'au vol de l'expérience, il se passe six mois, voire moins."

"Ce qui est unique, c'est que les effets de la transition entre les niveaux de gravité peuvent être étudiés. Pendant que l'avion effectue les différentes manoeuvres, on peut enregistrer des niveaux variables de gravité jusqu'à 1.8 G, suivant les besoins des expérimentateurs. [...] Et quand il s'agit de biologie humaine, les chercheurs peuvent interagir directement avec leurs sujets, ce qui n'est pas vraiment possible dans l'espace."

En avril dernier, la précédente campagne a impliqué des cobayes bien connus. L'astronaute de l'ESA Frank De Winne a retrouvé pendant un jour ses collègues russes de la mission Odissea, Serguey Zalioutine et Youri Lonchakov. Le trio a joué le rôle de sujets à tester pour une expérience de chercheurs de la Katholieke Universiteit Leuven (KUL). Il s'agissait d'étudier la réaction cardiovasculaire durant la phase d'impesanteur. Cette expérience est la suite de l'activité qui a été réalisée lors du séjour de Frank De Winne dans l'International Space Station, pendant huit jours en novembre dernier. Parmi les 11 autres expériences qui étaient installées dans l'Airbus "Zero-G", l'ESA et l'Institut Karolinska de Suède doivent mettre à l'essai l'appareil Pulmonary Function System (PFS) qui doit prendre place dans l'International Space Station (ISS). L'équipe de chercheurs était accompagnée par l'astronaute néerlandais de l'ESA André Kuipers comme cobaye. André Kuipers doit aller dans l'espace lors d'un vol "taxi" Soyouz au printemps 2004.

"Nous cherchons à combiner dans les équipes du personnel qui a déjà volé avec les nouveaux pour essayer et pour éviter des problèmes, précise V. Pletser. Un pourcentage de personnes termine en étant malade et il est difficile de prévoir qui est susceptible d'être malade. Les chercheurs ne font pas des bonds dans la cabine, mais ils restent attachés près de leur équipement, une fois que leur travail est achevé. Mais il y a une section matelassée de l'habitacle, où on peut prendre le temps d'une parabole pour flotter en chute libre."

Vladimir Pletser est lui-même un vétéran qui a à son actif quelque 3 400 paraboles en une quinzaine d'années: "Ceux qui font l'expérience de la microgravité pour la première fois essaient de nager, faisant aller leurs bras et leurs jambes comme si l'air autour d'eux était un environnement visqueux. Et ils font de grands yeux, une fois qu'ils perdent leur repères habituels.[...] "Pour ce que vous ressentez, vous pouvez chercher à le décrire aussi bien que vous le désirez, mais vous n'arrivez jamais à faire passer l'expérience vécue."

Les cinq expériences élaborées et préparées par des élèves d'écoles secondaires bruxelloises pour deux vols paraboliques, les 22 et 23 juillet, visent à mieux comprendre des processus de physique:

• l'étude du comportement de liquides non miscibles de masses volumétriques différentes (Lycée La Retraite)
• l'influence de l'impesanteur sur le dégagement de chaleur (Centre scolaire Ma Campagne)
• le comportement d'un fluide, soumis à de hautes températures (Collège Saint-Michel)
• Le phénomène de précipitation en micropesanteur (Collège Saint-Hubert)
• les variations du magnétisme en l'absence de pesanteur (Sint-Niklaas Instituut)

(*) Brussels "Zero G Experience" est organisé dans le cadre de l'Opération Ishango, dont le but est d'accroître l'attrait des sciences et des carrières scientifiques. Ishango est le nom d'un site congolais au bord du Lac Edouard: un chercheur belge y découvrit un tout petit os taillé, dont les marques font penser à un système de numérotation mathématique. Ce "bâton", qui est vieux de 15.000 à 20.000 années et qui est conservé à l'Institut Royal des Sciences Naturelles (près du Parlement européen), serait ni plus ni moins la plus ancienne règle à calculer, connue à ce jour !