Upptäck skadlig strålning, pilotera en rovermodul, lär dig bättre sömn och kroppsvård:astronauter ombord på den internationella rymdstationen förbereder sig för framtida uppdrag ännu längre bort – från månen till, en dag, Mars.

Den senaste ankomsten av ytterligare fyra astronauter till ISS, på grund av sprängning ombord på en SpaceX-raket från Florida på torsdag, kommer att öppna dörren för nya experiment som syftar till att förbereda människor för långväga rymdresor.

"Vi prövar teknik för utforskning, sa Remi Canton, direktör för Cadmos, avdelningen för Frankrikes nationella centrum för rymdstudier (CNES) som genomför 12 nya experiment.

Oavsett om det är människor som återbesöker månen för första gången sedan 1972 eller så småningom reser så långt som till den röda planeten, utmaningarna är överväldigande.

För det första, hur kan ingenjörer säkerställa att astronauter och deras utrustning skyddas från flödet av partiklar som kastas ut av solstormar och kosmiska strålar?

Besättningsmedlemmar på ISS får lite skydd från jordens magnetiska sköld.

Ge dig längre ut i rymden, dock, och de blir sittande ankor som utsätts för högt laddade partiklar.

"Det är ett riktigt stort problem för rymdutforskning, sa Canton.

"Du måste se till att de inte har fått en dödlig dos innan de ens satte sin fot på Mars, eller stanna på månen för länge."

"Som en våg"

Innan forskare kan komma på sätt att skydda sina rymdmän, de måste mäta exakt vad de står emot.

Det är syftet med Lumina-experimentet, som använder en enhet baserad på optiska fibrer doppad i fosfor för att mäta mängden strålning som passerar genom den.

"När det strålar, det mörknar väldigt snabbt, " förklarade Sylvain Girard, en forskare vid Hubert Curien-laboratoriet och koordinator för experimentet.

Genom att mäta mörkningshastigheten och jämföra den med intensiteten av ljussignalen som injiceras i ena änden av apparaten, forskare kan noggrant härleda den mottagna stråldosen.

Det kommer att tillåta forskare att mäta strålning i realtid, med tillräcklig känslighet för att upptäcka en plötslig variation som den som en solstorm ger.

Dessa oförutsägbara händelser driver ett flöde av högt laddade och skadliga partiklar ut i rymden.

"Det är som en våg, och det tar ungefär en timme att svälla innan det når sitt maximala flöde, sa Nicolas Balcon, en strålningsmiljöingenjör på CNES.

På en lång rymdresa, "om vi upptäcker en plötslig ökning, vi kunde rädda elektroniken, få tillbaka en astronaut in i farkosten, eller skydda dem i skyddsrum som dämpar vissa strålningskrafter, " han lade till.

Telerobotics och virtuella miljöer

Att arbeta hur länge som helst i den farliga miljön i rymden, framtida resenärer till månen längre bort måste också behärska telerobotik.

Detta kommer att inkludera pilotering av en rover på månens yta från en station som kretsar runt satelliten, enligt Canton.

Pilotexperimentet kommer att undersöka hur astronauter "använder taktil och visuell information till sitt förfogande" för att bättre designa framtida cockpits, han sa.

Franske astronauten Thomas Pesquet, när han väl kommer till ISS, kommer att bära en virtuell verklighetshjälm i kombination med handhållna enheter "eftersom fingerfärdighet och raffinerad motorik verkligen påverkas av viktlöshet, " tillade Canton.

"Du kan inte känna tyngden av dina armar eller krafterna de utövar."

Pesquet måste träna sig själv för att hantera en robotarm med uppgift att fånga ett virtuellt fordon.

Hjälmen kommer också att användas för experimentet Immersive Exercise, som kommer att kasta astronauter in i en virtuell miljö när de trampar på CEVIS, träningscykeln ISS-bor använder för att begränsa muskelförlusten som följer med långvarig viktlöshet.

Och experimenten slutar inte när astronauterna avslutar sin dag. De kommer att bära ett pannband medan de sover för att ge forskare insikt i sömnens olika faser "för att förstå hur instängdhet och mikrogravitation påverkar dess kvalitet, sa Canton.

© 2021 AFP