Projets de recherche étudiants

Bon nombre d'enseignants nous ont demandé de fournir des idées de projets de recherche sur les thèmes de l'espace, de l'agriculture spatiale, de la culture de plants de tomates, de l'environnement, des voyages spatiaux, de la Station spatiale internationale et de la planète Mars.

Puisque les élèves sont en mesure de réaliser des travaux de recherche de différents niveaux de complexité, vous trouverez ci-dessous une liste de sujets potentiels à l'intention des élèves.

Ces sujets couvrent une vaste gamme de disciplines. Bien évidemment, la science occupe une place centrale, mais la liste comprend aussi des liens vers d'autres domaines tels que l'éducation familiale, la nutrition, l'étude de l'environnement et la géographie.

Il existe un nombre quasi infini de thèmes pertinents. Pour élaborer la liste ci-dessous, nous nous sommes basés sur le critère clé de la « disponibilité des ressources ». Elle ne constitue qu'un point de départ pour la réalisation des projets de recherche étudiants.

Thèmes suggérés

• En quoi le climat martien se compare-t-il au climat terrestre?
• Quelles technologies doit-on mettre en œuvre pour permettre la croissance de cultures sur Mars?
• En 2008, les semences ne faisant pas partie du groupe témoin ont été soumises à une simulation de manœuvre d'aérocapture. Faites une recherche sur ce sujet et illustrez le principe à l'aide d'un diagramme.
• Visionnez un certain nombre de films de science-fiction spatiale et relevez les erreurs touchant à la représentation de la vie dans l'espace.
• Y a-t-il une vie microbienne dans les couches en surface sur Mars?
• La Lune jouera un rôle important dans le cadre des futurs voyages spatiaux. Effectuez une recherche pour déterminer quels sont les plans en ce qui concerne les futures missions lunaires.
• Comment les missions sur la Lune nous permettront-elles de mieux planifier les missions vers Mars?
• Existe-t-il vraiment des preuves paléobiologiques de vie sur Mars?
• Comment les résultats des travaux de recherche touchant à l'agriculture sur Mars peuvent-ils être appliqués sur Terre?
• Quels sont les liens qui existent entre les voyages spatiaux dans la réalité et les voyages spatiaux représentés dans les œuvres de science-fiction?
• Le satellite Spoutnik a été lancé en 1957. Après cet événement, les États-Unis sont devenus plus actifs au chapitre de leur programme spatial. Quels pays sont maintenant dans la « course à l'espace »? Dans quels domaines concentrent-ils leurs activités spatiales?
• À partir d'un concept de mission d'exploration spatiale que vous avez imaginé, effectuez des recherches pour déterminer s'il est réalisable.
• L'exploration humaine de l'espace devrait-elle céder sa place à l'exploration robotique?
• Comparez l'ère de l'exploration spatiale aux grandes explorations dans l'histoire de la Terre (découverte des Amériques et de l'Afrique, ou première expédition à atteindre le sommet du mont Everest).
• L'exploration de l'espace devrait-elle être contrôlée/financée par les États, ou devrait-elle être privatisée?
• Faites une recherche sur les trois lois du mouvement de Newton et mettez sur pied une démonstration de la première et de la troisième lois. La démonstration doit pouvoir s'appliquer aux voyages spatiaux. Comme supplément, le projet peut porter sur les relations entre la force, la masse et l'accélération (la deuxième loi de Newton) et comprendre l'élaboration d'une expérience visant à tester les variables.
• Analyse des risques médicaux (tant physiques que psychologiques) associés aux longs voyages spatiaux au-delà de l'orbite terrestre.
• Bon nombre de jeunes veulent devenir astronautes, mais sur le plan statistique, il est plus difficile de devenir astronaute qu'athlète professionnel. Or, il existe plusieurs métiers associés au programme spatial qui exigent une expertise en sciences et en technologies. Étudiez un secteur d'intérêt touchant à l'espace et/ou à l'agriculture spatiale, et précisez le cheminement scolaire qu'il faut suivre pour réussir à travailler dans ce secteur.
• Sur Terre, lorsqu'on travaille à l'extérieur l'été, il arrive qu'on attrape un coup de soleil. Faites une recherche sur les effets des rayonnements sur les astronautes, et plus particulièrement sur les astronautes qui travaillent dans le vide spatial à l'assemblage de la Station spatiale internationale.
• Faites une recherche sur les effets des rayonnements sur le développement des végétaux en vue des futures missions spatiales de longue durée.
• Effectuez une recherche sur l'un des volets suivants des systèmes de survie spatiale : la nourriture, l'eau, l'élimination des déchets, le contrôle atmosphérique ou la protection contre les incendies.
• Peut-on utiliser les rayons du Soleil dans l'espace pour faire avancer un « voilier spatial »? Si oui, cette possibilité ouvrirait la voie à la création d'un engin spatial écoénergétique.
• Étudiez la magnétosphère terrestre, découvrez comment elle fonctionne, quels en sont les composants, quels sont les avantages qu'elle procure aux habitants de la Terre et comment on la détecte à partir d'engins spatiaux.
• Faites une recherche visant à déterminer comment on pourrait produire, à l'intérieur d'un système de survie autonome, des aliments visant à accroître l'autonomie de l'équipage et à assurer la santé des astronautes participant à des missions spatiales de longue durée.
• Les tomates sont au cœur de cette étude. Réalisez une recherche afin de déterminer le rôle d'autres sources de nourriture ayant fait l'objet d'études en vue des voyages spatiaux de longue durée. Établissez les avantages et les inconvénients associés à chaque source de nourriture. Finalement, classez en ordre de priorité les sources de nourriture potentielles se prêtant bien aux voyages spatiaux de longue durée.
• Faites une recherche sur le sujet de la médecine spatiale.
• Concevez un habitat qui permettrait à six astronautes de vivre sur Mars pendant six mois.
• L'habitat doit comprendre des chambres, des salles de bains, une aire d'exercice, une cuisine, un laboratoire ainsi qu'une infirmerie.
• Concevez un électroménager pour la cuisine pouvant être utilisé sur Mars.
• Faites une recherche sur les défis que les astronautes devront surmonter sur le plan de la nutrition lorsqu'ils partiront en mission vers Mars.
• Concevez une serre martienne. Pour ce faire, vous devez tenir compte des conditions météorologiques qui règnent sur Mars (température, humidité, processus chimiques, rayonnements et pesanteur).
• Étudiez le climat et la géographie physique de l'île Devon dans le but de justifier le choix de ce site par l'Agence spatiale canadienne pour la réalisation d'études de simulation des conditions martiennes.
• Étudiez la ligne du temps, de maintenant jusqu'au lancement, d'une mission habitée vers Mars. Identifiez un obstacle majeur qu'il faudra surmonter dans cette chronologie et proposez des solutions pour contourner cet obstacle.
• Trouvez des régions sur Terre qui pourraient servir de sites de simulation de l'environnement martien. Classez vos propositions par ordre de pertinence et justifiez votre classement.
• Cernez un problème environnemental sur Terre qui pourrait être réglé en appliquant les résultats de projets de recherche menés dans l'espace. Mettez en corrélation les résultats découlant de recherches réalisées dans l'espace et un problème environnemental sur Terre.