Astronaut in space

L'exploration spatiale

Aux enseignants

Une mission vers Mars

L'exploration de l'espace est une aventure à la fois excitante et pleine de défis. La possibilité de visiter d'autres planètes et même d'y établir des colonies constitue peut-être l'idée la plus ambitieuse que la race humaine ait jamais tenté de réaliser.

L'exploration de l'espace par des humains nous offre l'occasion d'enrichir nos connaissances et de trouver des ressources qui amélioreront la vie de chacun sur Terre.

Comment y arriverons-nous?

Pour que nous puissions relever cet énorme défi, plusieurs conditions devront être remplies. Pour ce faire, nous devons franchir les étapes une à la fois. Nous avons déjà visité la Lune, et l'étape suivante consistera à envoyer des êtres humains sur Mars. La principale différence entre un voyage vers la Lune et un voyage vers Mars réside dans la distance qui nous sépare de chacun de ces astres et, par conséquent, dans la durée de la mission.

Les difficultés techniques associées à un voyage vers Mars ne constituent pas le principal obstacle. La capacité de fournir suffisamment de nourriture et d'air aux voyageurs compte parmi les défis majeurs auxquels nous faisons face. C'est cet aspect de la survie humaine dans l'espace que l'on comprend le moins. La survie des humains dans l'espace représente un très vaste sujet de recherche, et votre classe peut très certainement s'y intéresser et contribuer à l'avancement des connaissances dans ce domaine. Voici comment : une mission type vers Mars exigerait suffisamment de matériel et de nourriture pour permettre à un équipage de séjourner dans l'espace pendant deux ou trois années. Bien que les aliments puissent être déshydratés puis reconstitués avec de l'eau, on pense que certains besoins de l'équipage pourraient être comblés grâce à la culture de végétaux, des tomates par exemple. Au cours d'une mission, la culture de plants pour produire des aliments pourrait répondre à d'importants besoins physiologiques et psychologiques de l'équipage.

Les besoins physiologiques de l'équipage

  1. Les aliments frais fournissent de l'énergie nutritive (en kilojoules) essentielle à la survie humaine.
  2. Les plants peuvent éliminer les contaminants de l'eau et de l'air du milieu dans lequel l'équipage évolue.
  3. Les fruits et les légumes frais sont riches en vitamines et minéraux essentiels au maintien d'une bonne santé.
  4. Les semences prennent beaucoup moins de place que l'équivalent en nourriture qu'elles peuvent produire. De plus, si l'on utilise de l'eau provenant de Mars dans une serre martienne, on réduit de beaucoup la masse de nourriture à transporter. Une seule semence ayant une masse d'un gramme peut produire plusieurs kilogrammes de fruits comestibles, un important facteur d'économie de masse pour les voyages dans l'espace.

Les besoins psychologiques de l'équipage

Quiconque a déjà connu un hiver canadien sait que le confinement de longue durée, l'isolement, l'espace personnel restreint, l'ennui et la prévisibilité des événements quotidiens peuvent être des sources de stress. Des études ont démontré que le fait de faire pousser des plantes et de s'occuper d'autres être vivants (un animal de compagnie, par exemple) peut réduire ce stress psychologique.

Le fait d'entourer de soins des êtres vivants soulage l'ennui, ajoute un élément essentiel d'imprévisibilité ou d'incertitude dans le déroulement des événements, offre un point de vue différent du milieu environnant et apporte une touche naturelle dans un cadre hautement mécanisé.

Des questions sans réponse

Lorsqu'on envisage de faire pousser des plants sur Mars, plusieurs questions cruciales se posent. Dans la version 2008 du projet Tomatosphère, les semences ont été exposées à des forces accrues de décélération et à des températures plus élevées pendant une courte période, de manière à simuler les conditions qui règnent à bord d'un engin spatial au moment où il atteint l'orbite de Mars (aérocapture).

La principale question que vous étudierez en participant à l'expérience Tomatosphère est la suivante :

Les semences qui ont été exposées aux conditions d'aérocapture germeront-elles au même rythme, plus rapidement ou plus lentement que les semences non exposées à ces conditions (semences du groupe témoin)?

En classe, vous pourrez vous pencher sur les questions suivantes entourant une mission vers Mars :

  1. Qu'arriverait-il si les semences étaient accidentellement exposées à l'atmosphère spatiale en route vers Mars? Pourraient-elles encore germer? De quelle façon les semences exposées à ces conditions germeraient-elles par rapport aux semences restées sur Terre?
  2. Devrions-nous envoyer cinq fois plus de semences sur Mars, 100 fois plus ou la même quantité?
  3. En présumant que les conditions environnementales de la planète Mars soient beaucoup trop rigoureuses pour que des semences ordinaires puissent y germer, il faudrait construire une serre martienne, simple et pressurisée. Est-ce que les semences germeraient dans cette serre,  ou serait-il préférable de les faire germer dans le véhicule spatial avant qu'il se pose sur la planète?
  4. Quels avantages pourrait-on tirer de la présence d'eau (à condition qu'on en trouve) dans le sol martien?

Tomatosphère - votre projet de recherche en classe

En menant cette expérience scientifique, votre classe pourrait fournir des renseignements indispensables aux scientifiques et aux planificateurs de mission.

Pendant l'expérience Tomatosphère, on vous demandera de faire germer des semences provenant de deux sources distinctes et de présenter vos résultats dans le site www.tomatosphere.org à la fin de vos travaux. Les semences utilisées au cours de l'expérience seront contenues dans des enveloppes étiquetées « A » et « B ». Vous connaîtrez l'origine de ces deux types de semences lorsque vous inscrirez vos résultats dans le site Web de Tomatosphère.

Vous recevrez des enveloppes contenant chacune environ 30 semences. Ainsi, pour chaque classe que vous inscrirez, vous recevrez 60 semences. Les expériences qui se dérouleront en 2008 et 2009 mèneront à la phase finale du Projet Tomatosphère, phase qui portera sur des semences ayant séjourné à bord de la Station spatiale internationale.


Lectures proposées

Children reading in class Children reading in class

2e et 4e année

5e et 6e année

2e à 4e secondaire