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Neemo 9

Rapport de l'équipe de soutien en surface

• Conclusion de la mission
• Le samedi 15 et le dimanche 16 avril
• Le vendredi 14 et le samedi 15 avril
• Le mardi 11 avril
• Le dimanche 9 et le lundi 10 avril
• Le vendredi 7 et le samedi 8 avril
• Le jeudi 6 avril
• Le mercredi 5 avril
• Le mardi 4 avril

Conclusion de la mission

Rapport de l'équipe de soutien en surface

La neuvième édition de la mission NEEMO est sur le point d'être bouclée. Ce fut une mission très fructueuse et enrichissante qui aura permis de démontrer qu'il est possible d'effectuer du télémentorat et de la téléchirurgie robotique même dans les environnements les plus inhospitaliers de la planète. Cette édition du projet NEEMO aura vu la mise à l'essai de différents concepts et techniques qui pourraient permettre à la NASA d'entreprendre des missions audacieuses vers la Lune et Mars. Au cours des derniers jours, les membres d'équipage ont principalement travaillé à l'achèvement du Waterlab et à la réalisation d'activités de recherche.

Comme c'est le cas avec la Station spatiale internationale, les futurs habitants de la Lune ou de Mars devront recevoir périodiquement des vaisseaux-cargo qui leur apporteront le matériel et les vivres (air, eau, nourriture, etc.) nécessaires à leur survie dans ces environnements hostiles. Le vaisseau-cargo sera programmé pour atterrir à proximité de leur base, quoique suffisamment loin pour ne pas mettre leur sécurité en péril. Il est donc possible qu'un jour les astronautes aient pour tâche de partir à la recherche de leur vaisseau-cargo contenant leurs approvisionnements.

Il est également probable que ces vaisseaux-cargo seront dotés d'un radiophare. Si ce dernier fonctionne, les membres de l'équipage lunaire ou martien n'auront qu'à suivre le signal. Par contre, s'il ne fonctionne pas, on leur fournira une zone d'atterrissage approximative et ils devront explorer systématiquement cette zone. Au cours des deux derniers jours, les océanautes se sont exercés à cette tâche.

Dans un premier temps, l'équipe de soutien en surface a installé deux radiophares sur le récif. L'équipe de l'ExPOC, postée au Centre de contrôle de mission, pouvait voir sur une carte la position des radiophares par rapport à l'habitat. De leur côté, les membres d'équipage NEEMO ne pouvaient se rendre directement aux radiophares et devaient plutôt suivre les directions fournies par l'ExPOC (par le biais des systèmes de communications sous-marines). Ce fut un exercice intéressant duquel nous avons tiré des leçons qui nous seront utiles pour l'avenir. L'activité a été un franc succès et les membres d'équipage ont retrouvé les deux radiophares.

Dans le cadre d'un deuxième exercice, l'équipe de soutien en surface a caché un caisson pour charge utile sur le récif. Dans ce cas-ci, la prémisse était que le radiophare du vaisseau-cargo ne fonctionnait pas. Les membres d'équipage ont donc dû effectuer une recherche systématique sur le récif. Afin de retrouver leur chemin vers l'habitat, les membres d'équipage ont fixé des filins d'exploration à divers endroits tout en effectuant une recherche par " ratissage ". Encore une fois, nous avons documenté l'exercice afin d'en tirer des leçons pour l'avenir et les recherches ont été fructueuses. Puisqu'il s'agissait ici d'un véhicule cargo, des grignotines surprises attendaient les membres d'équipage dans le caisson. Espérons seulement qu'elles ne sont pas détrempées pour que les membres d'équipage puissent les déguster!

Aujourd'hui, les membres d'équipage NEEMO ont reçu une visite spéciale : le premier aquastronaute américain Scott Carpenter, qui a été des missions Mercury et Sealab II. Il a pu parler brièvement avec les membres de l'équipage NEEMO 9 avant que ne débute la phase de décompression. Ce fut un geste d'une grande générosité de la part de celui qui a grandement inspiré le projet NEEMO.

La mission tire maintenant à sa fin et les membres d'équipage entreprendront aujourd'hui une phase de décompression d'une durée de plus de 16 h qui leur permettra de revenir à la surface en toute sécurité, demain. Aujourd'hui sera donc une journée de " décompression ". Comme vous le savez, ils ont passé les 17 derniers jours à 47 pieds sous l'eau. À cette profondeur, leur organisme a absorbé de grandes quantités d'azote et celui-ci doit être éliminé avant leur remontée.

La décompression est un processus très sécuritaire qui est accompli en plusieurs étapes. Tout d'abord, on fait respirer aux membres d'équipage de l'oxygène pur en trois courts intervalles afin de réduire, ou de " purger ", l'azote qui se trouve dans leur sang. Ensuite, les appartements des océanautes sont isolés du sas partiellement immergé et la pression à l'intérieur de l'habitat est graduellement ramenée à une pression égale à celle en surface. Cette étape se fait en laissant l'air de l'habitat s'échapper à la surface (processus d'une durée de 14 heures). Finalement, on rétablit en quelques minutes seulement la pression d'origine dans l'habitat, on ouvre l'écoutille et les membres d'équipage remontent à la surface à la nage, sous l'œil attentif des plongeurs de sécurité. Les membres de l'équipage sont attendus à la surface vers 8 h 30, mardi matin, où un bateau les attendra pour les repêcher et les placer sous la supervision experte d'Otto Rutten, directeur associé du NURC.

Merci de nous suivre!
L'équipe NEEMO 9 de soutien en surface

Aujourd'hui, la mission NEEMO 9 s'est terminée avec succès, à 8 h 46, avec le retour à la surface des membres de l'équipage. C'est une journée calme et paisible sur le récif aujourd'hui et tous les océanautes se portent bien et sont très heureux de pouvoir respirer de l'air frais et profiter des rayons du soleil. Ils subiront un examen médical et passeront le reste de la journée à accorder des entrevues et à participer à diverses activités. Nous soulignerons d'ailleurs ce soir l'immense succès de cette mission dans le cadre de la fête traditionnelle que l'on réserve aux équipages de retour en surface.

 

Jours 13 et 14 de la mission - le samedi 15 et le dimanche 16 avril

Rapport de l'équipe de soutien en surface

Alors que la deuxième semaine de la mission NEEMO 9 tire à sa fin, la cadence des activités commence à ralentir un peu. Les objectifs scientifiques de la mission ont été en grande partie atteints, ce qui a permis aux membres d'équipage de profiter, dimanche, d'une journée de congé bien méritée. Ils en ont d'ailleurs profité pour s'entretenir en privé avec les membres de leur famille, activité qui était prévue au programme. Diverses initiatives « d'exploration » ont été entreprises vers la fin de la semaine dernière et elles se poursuivront au cours des quatre derniers jours de la mission.

On retrouve à proximité de l'habitat sous-marin une structure appelée « Waterlab », laquelle a été l'un des éléments centraux des missions NEEMO antérieures. À première vue, cette structure peut ressembler à un treillis de tuyaux en PVC disposés de façon aléatoire sur le fond océanique. Mais ceux qui, comme nous, ont déjà pris part à l'assemblage du Waterlab savent que les apparences sont trompeuses! Le Waterlab permet aux membres d'équipage de mettre en pratique leurs capacités à planifier des tâches complexes et à passer le flambeau à d'autres équipes en vue de mener à bien les multiples activités de construction nécessaires à l'achèvement de la structure. Chaque équipage qui prend part à la construction du Waterlab doit suivre une procédure établie et travailler dans un environnement encombré. Il s'agit, en quelque sorte, d'une activité analogue à certaines tâches lunaires.

Dans le cadre du programme Apollo, les membres d'équipage qui effectuaient une sortie extravéhiculaire (EVA) n'étaient pas tenus de communiquer avec leur habitat ou leur véhicule d'atterrissage. Ils communiquaient plutôt directement avec la Terre. En raison de l'augmentation prévue de la taille des équipages lunaires, il pourrait être avantageux à l'avenir de fournir aux astronautes qui explorent la surface la capacité de communiquer avec leurs collègues restés dans l'habitat. Toutefois, pour un astronaute en EVA sur la Lune, l'horizon lunaire est d'environ 2,4 km, ce qui signifie que pour communiquer avec l'habitat au-delà de cette distance, il faudra installer une station-relais, soit une structure semblable à celle d'une tour cellulaire miniature. Une tour de relais de 20 pi (6,15 m) de hauteur permettrait d'accroître le rayon de communication à environ 9 km. De ce point de vue, l'assemblage du Waterlab s'apparente aux activités de construction de tours de relais que l'on pourrait un jour ériger sur la Lune. Pour ce faire, les océanautes portent une combinaison à c.g. configurable déterminé dans le cadre de l'expérience antérieure sur le centre de gravité.

En cette époque où nous préparons notre retour sur la Lune, la NASA se demande comment faire pour optimiser le temps consacré aux EVA. Au cours de la présente mission, nous recueillons des données sur l'efficience au travail des membres d'équipage, lequel paramètre est mesuré en comparant le temps d'inactivité nécessaire à la préparation de l'EVA au temps utile de l'EVA, ce qui donne l'indice d'efficience au travail (IET). Les EVA exploratoires (sur la Lune ou sur Mars) seront beaucoup plus fréquentes que celles réalisées depuis la navette spatiale ou la Station spatiale internationale. Ainsi, il faudra décupler l'IET des EVA exploratoires par rapport aux valeurs actuelles! Les données recueillies dans le cadre de la présente mission NEEMO et des versions ultérieures fourniront des indices sur la manière dont on pourrait améliorer l'IET et ce, tant sur le plan de la conception du matériel que des procédures que doivent suivre les membres d'équipage.

De plus, avant de retourner sur la Lune, nous devons trouver une façon de maximiser les ressources humaines et robotiques dont nous disposons. Nous avons su démontrer avec succès, dans le cadre de diverses missions martiennes, que des opérateurs sur Terre ont la capacité de commander des robots sur des planètes lointaines. Nous utilisons régulièrement des systèmes robotiques installés à bord de la navette spatiale et sur la Station spatiale internationale qui sont commandés par des astronautes sur place. Nous avons également acquis de l'expérience dans le cadre de centaines de sorties extravéhiculaires en scaphandre. Mais là où nous devons parfaire notre expérience, c'est dans l'atteinte d'un juste équilibre entre ces trois options. Le temps des membres d'équipage est précieux. Il serait donc avantageux de transférer une partie de leurs activités à des contrôleurs au sol, lorsque c'est possible. Même si l'équipe terrienne est assujettie aux délais de temporisation, elle peut travailler toute la nuit durant, pendant que dorment les membres d'équipage. En résumé, il faut toujours faire un compromis entre le recours au temps précieux de l'équipage et l'efficacité accrue (anticipée) du travail des membres d'équipage. L'optimisation de la répartition des tâches entre les sorties extravéhiculaires, les opérations robotiques commandées par l'équipage et les celles commandées depuis la Terre constitue une question cruciale que l'on doit résoudre avant de retourner sur la Lune.

L'engin sous-marin télécommandé (ROV pour Remotely Operated Vehicle) de la mission NEEMO fait office de robot. Nous pouvons l'utiliser comme rover de surface ou comme engin robotique libre (dans une configuration similaire à celle d'un bras robotique). Il peut être commandé depuis le centre de contrôle à Houston ou par les membres d'équipage in situ.

Au fil de la mission, nous avons expérimenté les différentes configurations et avons documenté les leçons que nous en avons tirées afin de trouver une solution idéale au problème de la division des tâches.

Le projet NEEMO 9 ne représente que la pointe de l'iceberg en ce qui concerne cette question, mais grâce aux multiples missions à venir, nous pourrons miser sur une importante base de données qui facilitera le développement des opérations lunaires.

Les images de gauche montrent le ROV qui amène quelques pièces du Waterlab à un océanaute. Dans ce cas-ci, le ROV est commandé par l'ExPOC, à Houston.

Plusieurs activités sont prévues dans le cadre de la présente mission afin de mesurer officiellement l'efficience des membres d'équipage lors des EVA, comparativement aux activités robotiques commandées depuis le sol. Ainsi, grâce au travail d'équipe nous serons en mesure d'optimiser la production scientifique des astronautes appelés à réaliser des EVA. Pour ce faire, nous mesurerons l'indice d'efficience au travail (IET) d'humains travaillant seuls et de systèmes robotiques utilisés en autonomie, et nous comparerons ces résultats à une solution misant sur une synergie humain-robot. Cette initiative se veut le point de départ d'une série d'études qui seront réalisées dans divers environnements analogues en vue d'optimiser les interactions entre les humains et les robots et ce, au moyen de diverses mesures objectives des retombées scientifiques par rapport au temps utile des membres d'équipage.

Pour ceux et celles qui n'auraient pas vu le reportage diffusé dans le cadre de l'émission matinale Good Morning America sur la chaîne ABC, hier, vous pouvez le visionner à l'adresse ci-dessous : http://abcnews.go.com/Video/playerIndex?id=1847775.

Nous souhaitons nous excuser pour les informations erronées que nous avons fournies concernant la diffusion de ce reportage. Nous espérons que cette petite erreur n'a pas eu de répercussions trop fâcheuses. Nous avons appris à nos dépens que les réseaux de télévision diffusent leurs reportages lorsqu'ils le décident, et pas nécessairement lorsqu'ils nous disent qu'ils le feront...

Merci de nous suivre!
L'équipe NEEMO 9 de soutien en surface

Jours 12 et 13 de la mission - le vendredi 14 et le samedi 15 avril

Rapport de l'équipe de soutien en surface

Aujourd'hui, nous avons atteint les derniers objectifs de recherche du CMAS (Center for Minimal Access Surgery) qui étaient prévus au programme. Le premier a consisté à traiter en urgence des lésions articulaires au moyen d'ultrasons et d'une arthroscopie en télémentorat, tandis que le deuxième a visé, pour sa part, la perception haptique.

Les lésions articulaires, telles les dislocations ou les déchirures du ménisque, sont des exemples de blessures potentielles qui pourraient nécessiter une intervention médicale d'urgence de la part des autres membres de l'équipage. La plupart du temps, les lésions articulaires sont diagnostiquées au moyen d'un examen aux ultrasons. Selon la gravité de la lésion, cette dernière peut ensuite être traitée par arthroscopie. Cette technique chirurgicale peu effractive mise sur la création de petites incisions dans lesquelles le chirurgien insère une caméra et les instruments chirurgicaux nécessaires au traitement de la lésion. Dans le cadre de cette expérience, les océanautes ont eu recours à un dispositif portable à ultrasons pour examiner le genou d'un des membres de l'équipage. Ainsi, ils ont utilisé un manuel de formation spécialement conçu et ont reçu les conseils d'un chirurgien orthopédique par télémentorat depuis la ville de Hamilton, en Ontario. Grâce au télémentorat étape par étape fourni par le Dr Anthony Adili, les océanautes peuvent tenter de réparer une lésion articulaire simulée (déchirure du ménisque) au moyen d'une maquette de genou servant à des fins de formation médicale.

Puisque le télémentorat repose sur la transmission d'images via un réseau de télécommunications, le délai de temporisation (latence) devient problématique lorsque les images sont transmises sur de très longues distances. Afin d'étudier l'incidence des délais de temporisation semblables à ceux qui caractériseraient un télémentorat effectué entre la Terre et la Lune, les astronautes tenteront de réparer une lésion articulaire par arthroscopie au moyen d'une séance de télémentorat misant sur un réseau de télécommunications imitant la latence entre la Terre et la Lune, soit avec un délai de temporisation de 2 secondes.

Cette technologie pourrait, un jour, permettre à des experts chirurgiens de guider des personnes qui ne sont pas des médecins dans la prestation de soins chirurgicaux d'urgence aux astronautes blessés dans le cadre de missions d'exploration spatiale, ainsi qu'aux patients vivant dans des communautés éloignées, là où il n'y a pas de médecin.

Vous avez pu voir, tout au long de cette mission, un chirurgien installé à distance (dans la ville de Hamilton, en Ontario) réaliser des interventions chirurgicales au moyen d'un système robotique. Peut-être vous demandez-vous comment le chirurgien fait pour ressentir les manœuvres du dispositif robotique? Après tout, les sensations que transmettent les outils chirurgicaux à la main du chirurgien lui fournissent beaucoup d'informations sur son intervention. Ne perd-il pas toute sensation tactile lorsqu'il utilise un robot?

Afin de transmettre à l'opérateur des sensations tactiles, ces dispositifs robotiques font appel à l'haptique, c'est-à-dire la science de l'application des sensations tactiles à l'interaction avec des dispositifs robotiques. Grâce à des dispositifs d'entrée-sortie spéciaux, l'utilisateur peut obtenir une rétroaction sous la forme de sensation au niveau de la main. Par exemple, si le manipulateur robotique entre en contact avec un objet, la commande que tient l'opérateur offrira une résistance, de façon à ce que ce dernier puisse ressentir le contact du manipulateur robotique avec l'objet et ce, à des milliers de kilomètres de distance.

Toutefois, cette technologie a aussi ses inconvénients : un délai de temporisation suffisamment long empêche l'utilisateur de commander le dispositif robotique. Lorsque des signaux sont transmis sur de longues distances, il y a toujours des délais. Plus les distances sont grandes, plus les délais sont importants.

Au cours de la mission NEEMO 9, nous avons mis à l'essai une nouvelle technologie appelée TiDeC. Cette dernière propose un système de compensation des délais de temporisation et permet à un système haptique d'être commandé à une distance pouvant atteindre près de 1 300 miles. Encore une fois, le Dr Anvari, posté à Hamilton, utilisera le système haptique assisté de la technologie TiDeC pour guider les membres de l'équipage au travers d'une série de tâches où chacune des parties ressentira les mouvements de l'autre.

Merci de nous suivre!
L'équipe NEEMO 9 de soutien en surface

Jour 9 de la mission NEEMO - le mardi 11 avril

Rapport de l'équipe de soutien en surface

Aujourd'hui, les membres d'équipage d'Aquarius ont encore une fois pris part à une série d'activités palpitantes à bord de leur habitat sous-marin, ces derniers ayant manipulé au moyen d'un système robotique des échantillons lunaires simulés. L'un des principaux objectifs des astronautes qui seront appelés à retourner sur la Lune sera de recueillir des échantillons géologiques intéressants qui pourraient éventuellement être ramenés sur Terre. Mais qu'adviendra-t-il de ces échantillons une fois qu'ils auront été prélevés et ramenés à la base lunaire?

Fort heureusement, la division ARES (Astromaterials Research and Exploration Science) du Centre spatial Johnson participe elle aussi à la mission NEEMO 9. L'exercice de collecte et d'analyse d'échantillons lunaires simulés d'aujourd'hui vise à démontrer les capacités actuelles de collecte et de manipulation à distance d'échantillons géologiques, ainsi que les capacités de planification scientifique, de communication et de collecte de données dans un environnement hostile. En outre, cette activité nous prépare en vue des futures missions de prélèvement d'échantillons dans les conditions extrêmes de l'environnement lunaire.

Nous savons que nous devons prendre toutes les précautions nécessaires pour éviter de contaminer les échantillons lunaires. De toute évidence, nous ne souhaitons pas risquer que les membres de l'équipage soient contaminés par une substance quelconque présente sur l'échantillon, tout comme nous ne souhaitons pas non plus que de la matière ou un organisme terrestre ne vienne contaminer les échantillons. Nous devons avoir la certitude que ce que nous découvrons sur la Lune est bel et bien d'origine lunaire. Donc, il est fort probable que les astronautes auront à leur disposition un environnement stérile à l'intérieur duquel ils pourront entreposer et manipuler (c'est-à-dire, analyser, photographier, mesurer, etc.) les échantillons. Il se peut aussi qu'un robot télécommandé (depuis la Terre) occupe une place de choix dans le cadre d'une telle mission, puisqu'il permettra aux membres d'équipage d'économiser un temps précieux et de s'adonner à d'autres activités, ou tout simplement de profiter d'une pause bien méritée!

Aujourd'hui, les échantillons lunaires simulés (c.-à-d., des roches terrestres analogues à celles que l'on retrouve sur la Lune) ont été manipulés à distance au moyen d'un manipulateur robotique commandé depuis le CMAS (Center for Minimal Access Surgery), en Ontario, au Canada, sous la direction de chercheurs scientifiques postés au Centre spatial Johnson, à Houston. Le manipulateur robotique a été en mesure de réaliser toutes les activités prévues, soit la saisie d'échantillons de roches, leur présentation à des scientifiques à des fins de décision, leur stockage dans des contenants spéciaux et la fermeture de ces derniers. C'est à nouveau Mehran Anvarri qui a exploité le système robotique depuis Hamilton, en Ontario. Malgré le délai de temporisation de 2 secondes entre la Terre et la Lune, M. Anvarri a encore une fois démontré tout le potentiel de la télérobotique et ce, non seulement comme outil de téléchirurgie, mais aussi comme outil polyvalent d'exploration spatiale!

Merci de nous suivre!
L'équipe de soutien en surface NEEMO 9

Jours 7 et 8 - le dimanche 9 et lundi 10 avril

Rapport de l'équipe NEEMO de soutien en surface

Nous avons fait des choses assez étonnantes dimanche, pendant que la plupart d'entre vous profitiez (enfin, nous l'espérons) de votre fin de semaine. Nous avons commencé une nouvelle expérience du CMAS (Center for Minimal Access Surgery) visant à évaluer des technologies de télérobotique en milieux extrêmes et lunaires. L'expérience fait appel à un nouveau robot à deux bras qui est beaucoup plus compact et portable que les précédents. Le robot est équipé de caméras « stéréo » qui permettent à un chirurgien se trouvant à distance de voir une image en 3D plutôt qu'une image standard en 2D sur écran plat. La liaison numérique avec les bras robotiques à bord d'Aquarius est assurée par des réseaux de télécommunications terrestres et sans fil. La tâche consistait à pratiquer une suture vasculaire (recoudre une veine) sur une maquette médicale à bord d'Aquarius. L'un des océanautes aidait le chirurgien en remplaçant les instruments sur les bras robotiques et en passant les fils.

L'expérience marque un jalon important. C'est en effet la première fois qu'une plateforme chirurgicale entièrement robotique est transportée dans un milieu extrême (dans ce cas-ci, Aquarius) et est manipulée avec succès à distance. Depuis son pupitre de commande au CMAS à Hamilton, en Ontario, le Dr Mehran Anvarri a pu réaliser un acte chirurgical complexe (faire une suture vasculaire ou recoudre une veine). Imaginez un peu la scène. Vous transformez votre chambre encombrée en salle d'opération, vous assemblez un robot d'une complexité incroyable et vous le suspendez entre deux couchettes afin de permettre à un chirurgien se trouvant à des milliers de kilomètres de là de s'en servir pour pratiquer une intervention chirurgicale! C'est ce qui s'est passé dimanche à bord d'Aquarius. Et ce n'est pas tout. Des études ont montré que les chirurgiens peuvent s'adapter à des temporisations de 200 à 500 ms, mais on considérait que des temporisations supérieures à 500 ms (une demi seconde) rendraient une tâche comme celle-là impossible. Or, dimanche, on a pu la réaliser avec une temporisation de 2 secondes, soit un temps d'attente équivalent à celui que le signal prendrait pour atteindre la Lune! Voilà donc une réalisation scientifique de taille.

On a également réalisé une autre expérience importante du CMAS qui porte sur une validation en matière de radiologie numérique. Au nombre des urgences médicales risquant de survenir en milieux extrêmes, notamment au cours d'une mission d'exploration spatiale, figurent les blessures orthopédiques. Une fracture nécessiterait un diagnostic et un traitement médical dans les plus brefs délais.

Étant donné que les rayons X sont des outils très importants pour diagnostiquer des blessures orthopédiques et déterminer le traitement à administrer, nous voulons montrer qu'il est possible de transmettre des images numériques prises par rayons X, via un réseau de télécommunications, entre un milieu extrême et un radiologue à des fins d'évaluation. La transmission de ce type d'images médicales via un réseau de télécommunications entraîne des temps d'attente (temporisations) et une perte de qualité d'image.

La transmission d'images numériques prises par rayons X à partir d'un milieu extrême suppose une compression des données si l'on veut assurer une livraison rapide. Toutefois, des taux de compression élevés entraînent une dégradation de l'image qui pourrait empêcher de poser un diagnostic clinique. Nous cherchons donc à envoyer une série d'images comprimées, prises par rayons X, afin de déterminer quels algorithmes de compression offrent à la fois la qualité d'image requise pour poser un diagnostic clinique et un temps de transfert adéquat. Une fois les images téléchargées, un physicien et un radiologue évalueront chaque image sans savoir si elle a été envoyée d'Aquarius par le réseau lunaire simulé ou s'il s'agit d'une image non comprimée envoyée de l'intérieur de l'hôpital.

Merci de rester avec nous!
L'équipe NEEMO 9 de soutien en surface

Jours 5 et 6 - le vendredi 7 et samedi 8 avril

Rapport de l'équipe NEEMO de soutien en surface

Le rythme de travail implacable s'est maintenu à bord d'Aquarius toute la journée de samedi. Outre un programme extrêmement chargé, nous avons connu de nombreuses petites difficultés, nécessitant chacune de longs dépannages et des solutions de rechange ainsi que des consultations avec des spécialistes. Nombre des problèmes sont attribuables aux ordinateurs portables que nous utilisons à bord. Même s'il s'agit d'ordinateurs performants, ils nous ont causé des ennuis tout au long de cette mission. Comme ils ont tous leurs petits caprices, nous leur avons donné à chacun un surnom (tiré de 20 000 lieues sous les mers bien sûr)!

Vous pourriez croire que, tant qu'il se trouve dans un endroit sûr et sec, un ordinateur peut fonctionner aussi bien dans l'espace ou sous la mer qu'à votre bureau, et bien, vous vous trompez! Dans l'espace, le bombardement constant des circuits électroniques par des particules hautement énergétiques (rayonnements) peut parfois perturber les calculs et faire que l'ordinateur tombe en panne ou doive être redémarré. Dans Aquarius, les défis ne manquent pas non plus. Tout d'abord, la pression atmosphérique accrue comprime les boîtiers où sont logés les disques durs qui, parfois, ne peuvent se mettre en rotation assez vite pour lancer l'ordinateur. (Nous avons passé en revue plusieurs ordinateurs qui NE fonctionnaient PAS en essayant d'en trouver quelques-uns qui fonctionnaient). De plus, taux d'humidité élevé et ordinateurs ne font pas bon ménage. Enfin, nous leur en demandons beaucoup. Ils sont lourdement chargés de logiciels qui sont nécessaires à notre équipement et à nos expériences, et il peut arriver, en dépit de nos efforts, qu'un logiciel soit en conflit avec d'autres. Bref, cela fait maintenant plusieurs jours que l'équipage, le personnel du NURC et de l'ExPOC, l'équipe de soutien en surface et divers autres spécialistes travaillent sans relâche à surmonter ces problèmes et à assurer la réalisation de tous les objectifs de la mission. Ce fut inspirant d'observer ce témoignage des capacités et du professionnalisme de tous.

Samedi, nous avons travaillé à l'objectif désigné « inspection de véhicule ». À bord de la Station spatiale internationale et de la navette spatiale, il est parfois nécessaire de vérifier certains éléments à l'extérieur pour comprendre un problème qui se pose ou un dommage qui est survenu. C'est ainsi que l'on vérifie à présent les tuiles de protection de la navette après le lancement. La méthode principale d'inspection consiste à manœuvrer un des bras robotiques canadiens et à l'amener dans une position permettant à ses caméras vidéo de montrer ce qu'il en est aux spécialistes se trouvant au sol. Il s'agit de la méthode principale (par opposition à une sortie dans l'espace) pour deux raisons : risques pour l'équipage et « efficacité du travail » au cours des sorties extravéhiculaires (ou « EVA » comme nous les appelons). On reparlera de l'efficacité du travail dans un prochain rapport...

Nous pensons que l'inspection périodique d'un habitat lunaire s'imposera autant que celle de nos véhicules spatiaux actuels, et qu'un système robotique y jouera encore une fois un rôle essentiel (puisque, de par leur nature, les sorties dans l'espace sont plus risquées). Nous pouvons, par exemple, nous rendre compte de la présence d'une petite fuite parce que la pression ne cesse de chuter lentement à l'intérieur de l'habitat. Une fuite suffisamment importante dans le vide de l'espace pourrait être visible de l'extérieur - comme on peut voir le souffle exhalé par quelqu'un lorsqu'il fait froid. Dans notre scénario, nous avons à nouveau utilisé notre fidèle petit ROV pour jouer le rôle d'un bras robotique. L'équipage l'a fait évoluer tout autour d'Aquarius, en prenant soin de ne pas toucher l'habitat, mais en s'en approchant suffisamment pour pouvoir voir les petits détails dans la caméra vidéo. Pour ce qui est de l'inspection du véhicule, l'équipage a été en mesure de bien faire circuler le ROV autour de l'habitat et d'obtenir ainsi des images haute résolution.

La NASA travaille aux premières phases de la conception d'une combinaison spatiale destinée à l'exploration de la Lune et de Mars. Les marches lunaires des missions Apollo ont démontré que le poids et le centre de gravité (cg) de la combinaison et de l'équipement autonome de survie représentaient des paramètres importants qui avaient une incidence sur le rendement de l'astronaute. Pour étudier les limites acceptables en matière de centre de gravité dans les modèles de combinaison futurs, l'équipe du projet EPSP (EVA Physiology, Systems and Performance Project) de la NASA, en collaboration avec les ingénieurs du groupe Crew and Thermal Systems, a mis au point un équipement autonome à cg reconfigurable qui peut être porté par les plongeurs au cours de leurs " sorties dans la mer ". Samedi, les plongeurs NEEMO ont été lestés en fonction de niveaux de pesanteur lunaire (1/6 g), ont endossé l'équipement reconfigurable et réalisé, avec 6 configurations différentes de centre de gravité, une série de tâches représentatives de l'exploration planétaire. On les a notamment fait marcher, jogger et courir au chronomètre, s'agenouiller, tomber et se relever, ramasser des roches, pelleter et grimper à l'échelle. Les plongeurs ont évalué chacune de leur tâche à l'aide d'une échelle de Cooper-Harper modifiée. Les tâches ambulatoires chronométrées seront comparées à celles d'un groupe témoin exécutant les mêmes tâches à l'aide d'un système d'allègement du poids à gravité partielle au Centre spatial Johnson. Cette comparaison permettra d'ajuster les données en tenant compte de la traînée de l'eau.

La réalisation de ces tâches au cours de plongées de saturation offre divers avantages, notamment un environnement opérationnel réel, aucune limite de durée et l'aptitude à explorer un volume de travail à six degrés de liberté. Pour des raisons de sécurité, les simulateurs de gravité partielle, basés au sol, ne permettent pas aux sujets de tomber. Plus tard cette semaine, les plongeurs exécuteront les mêmes tâches dans des conditions simulées de gravité martienne. Ils porteront aussi leur équipement autonome de survie à cg reconfigurable pendant qu'ils travailleront à l'assemblage d'une structure. Ils réaliseront la moitié de leur tâche avec le centre de gravité actuellement prévu pour la combinaison lunaire / martienne, et l'autre moitié, avec la configuration ayant obtenu la meilleure évaluation à l'échelle de Cooper-Harper. On combinera ensuite ces données à celles d'études de centre de gravité dans d'autres conditions (simulateur de gravité partielle et vol parabolique) de manière à obtenir la configuration optimale de l'équipement autonome de survie qui équipera la combinaison d'exploration.

Merci de rester avec nous!
Équipe NEEMO 9 de soutien à la surface

Jour 4 - le jeudi 6 avril

Ce fut une autre journée bien remplie aujourd'hui pour l'équipage de la mission NEEMO 9. Les principales nouveautés au programme visaient la réalisation d'un des grands objectifs scientifiques du CMAS (Center for Minimal Access Surgery), la cartographie et l'arpentage du paysage étranger dans le voisinage immédiat d'Aquarius, et la conduite d'une entrevue avec une équipe de tournage d'ABC pour un reportage devant être diffusé cette fin de semaine à l'émission Good Morning America.

Le télémentorat permet à un chirurgien expérimenté, situé à distance, de guider et de conseiller en temps réel un autre chirurgien au cours d'une intervention chirurgicale en direct. La liaison bidirectionnelle audio et vidéo fournie par téléconférence permet aux deux chirurgiens de se parler et fournit au chirurgien expert (le mentor) des images de la salle d'opération à distance ainsi que du champ chirurgical. Grâce à cette technologie, les chirurgiens peuvent apprendre de nouvelles techniques chirurgicales dans leur propre hôpital avec l'aide d'un chirurgien plus expérimenté qui peut se trouver à des centaines de kilomètres de là.

Au cours de la mission NEEMO 7, en octobre 2004, nous avons démontré pour la première fois qu'avec l'aide d'un mentor se trouvant à l'Hôpital St. Joseph à Hamilton, en Ontario, les astronautes d'Aquarius, sans formation médicale, pouvaient être guidés dans une intervention chirurgicale réalisée sur des mannequins.

L'expérience d'aujourd'hui portait sur le télémentorat et le traitement d'urgence de fractures par fixation externe. Nous voulions mettre à profit les connaissances que nous avions acquises au cours de la mission NEEMO 7 et évaluer le recours au télémentorat pour le traitement d'urgence d'autres problèmes médicaux susceptibles de survenir au cours d'une mission spatiale. Une fracture est un exemple de blessure qui nécessiterait un traitement d'urgence dispensé par d'autres membres de la mission. Une des méthodes de stabilisation de membres fracturés est la fixation externe, où des broches insérées au travers de la peau dans l'os sont fixées à une tige d'acier à l'extérieur du membre. Au cours de cette expérience, les astronautes tenteront de stabiliser, à l'aide d'une fixation externe, une fracture de la jambe sur un mannequin. Ils seront guidés dans leur intervention par un chirurgien orthopédiste se trouvant à Hamilton, en Ontario.

Étant donné que le télémentorat repose sur la transmission de signaux vidéo dans un réseau, la temporisation est un aspect dont il faut tenir compte lorsque la transmission se fait sur de très longues distances. Pour étudier les effets d'un temps d'attente comparable à ce qu'il serait entre la Terre et la Lune, les astronautes tenteront aussi de procéder à une fixation externe, sous la direction d'un mentor à distance, avec un réseau de télécommunications utilisant un temps d'attente de 2 secondes.

Cette technologie permettra peut-être un jour à des chirurgiens experts de guider des personnes sans formation médicale dans la prodigation de soins chirurgicaux d'urgence à des astronautes blessés dans l'espace et à des patients en régions éloignées n'ayant pas accès à un médecin.

Nous imaginons que l'une des premières tâches auxquelles devraient s'atteler les membres d'un équipage de retour sur la Lune pour y vivre serait d'arpenter et de cartographier le voisinage immédiat de leur nouvelle demeure. Ils disposeront très certainement de cartes satellitaires du site d'atterrissage, mais les cartes détaillées qu'ils dresseront sur place peuvent servir aux scientifiques et au personnel du Centre de contrôle de mission pour la planification des sorties extravéhiculaires de l'équipage. De façon similaire, nous avons commencé cette mission avec des cartes bathymétriques générales du plancher océanique à proximité d'Aquarius. Aujourd'hui, notre équipage a consigné, à l'aide d'un dispositif de navigation (appelé « Cobra Tac »), les coordonnées de divers points d'intérêt dans un rayon de 150 pieds autour d'Aquarius. En jumelant ces données aux cartes bathymétriques détaillées que nous avions, nous serons en mesure de créer une carte encore bien plus précise. Nous avons besoin de celle-ci pour planifier notamment les activités de notre robot d'exploration.

La journée a aussi été riche en événements de vulgarisation, tant dans le domaine de l'enseignement (écoles) que des affaires publiques (médias). Le gros événement médiatique du jour était l'entrevue en direct réalisée par une équipe de tournage d'ABC pour un reportage qui a été diffusé dans le cadre de l'émission Good Morning America sur le réseau ABC le matin du samedi 8 avril. L'équipage a également beaucoup apprécié les événements de vulgarisation éducative. Au cours de ce quatrième jour de la mission, ils ont parlé à des élèves en Alaska, en Californie, au Nouveau-Mexique, au Kansas, au Texas, en Louisiane, en Iowa, au New Jersey, à New York, en Caroline du Nord et en Floride. L'équipe de soutien en surface a été inondée de réponses positives et de remerciements de la part des participants!

Comme vous pouvez l'imaginer, dans un océan tropical qui fourmille d'organismes vivants, tout endroit sombre, chaud et humide est susceptible d'abriter des bactéries. Les combinaisons de plongée que portent les océanautes en sont un bon exemple. Tous les jours après usage, nous les trempons dans une solution enzymatique pour enrayer la croissance bactérienne. Nous avons la chance d'avoir une expérience, parrainée par la Mt. Carmel High School de Houston, qui a pour but d'étudier l'efficacité de notre technique de traitement. Tout au long de la mission, Ron Garan fera des prélèvements à l'écouvillon en divers endroits de sa combinaison et du sas, et nous enverrons ces échantillons à Houston où les élèves les analyseront selon des méthodes scientifiques. Il s'agit d'un partenariat unique avec une cole secondaire, qui permettra aux élèves d'étudier un problème pratique réel tout en fournissant des données précieuses pour les opérations futures d'Aquarius.

Sur une note plus personnelle, notre équipe de soutien en surface a fait ses adieux à deux de ses membres qui ont grandement contribué au succès de la mission au cours des deux dernières semaines. Kristen Painting et Dan Sedej ont dû reprendre leur travail à temps plein à Houston. Vous nous manquez les gars et nous apprécions beaucoup le travail ardu que vous avez réalisé au cours des dernières semaines. Nous n'y serions pas parvenus sans vous!

Merci de nous suivre!
Équipe de soutien en surface NEEMO 9 (Marc, Bill, Monika, Dan, Trevor, Alex, Kimi)

Jour 3 - le mercredi 5 avril

Aujourd'hui, nous avons été extrêmement occupés à bord de la station sous-marine américaine. Même si quelques avaries se sont produites en cours de route, ce fut dans l'ensemble une journée très réussie. Nous avons notamment pris part à un exercice de pilotage d'un engin sous-marin télécommandé (ROV). Tim et Nicole ont, de leur côté, réalisé des plongées d'orientation avec le système de plongée « Superlite 17 » alors que l'équipe de soutien du Centre de contrôle de la mission, à Houston, a commandé à distance le ROV. Nous avons procédé à l'évaluation des techniques de téléchirurgie misant sur l'utilisation de robots miniatures que l'on insère dans le patient et nous avons aussi pris quelques instants pour communiquer avec nos collègues et amis à bord de la Station spatiale internationale.

Une petite équipe, appelée Groupe d'exploitation avancée, appuie notre mission depuis un petit centre de commande polyvalent baptisé Centre d'exploitation et de planification des sorties exploratoires, ou ExPOC, installé à Houston. Cette équipe, qui a été de toutes les missions du projet NEEMO, a contribué à l'élaboration des procédures et des concepts d'exploitation et travaille à l'ExPOC pendant toute la durée de NEEMO 9.

L'engin sous-marin télécommandé, qui est équipé de deux caméras, est capable de naviguer sous l'eau. Les images qu'il capte peuvent être retransmises aux membres d'équipage de la mission NEEMO et/ou à l'équipe de soutien à Houston. De plus, l'engin peut être commandé à distance par un pilote depuis Houston, saisir des objets et les manipuler et se déplacer sur le plancher océanique grâce à ses roues, à l'instar d'un rover sur une autre planète. Dans le cadre de la mission NEEMO, le ROV remplit des fonctions similaires à celles d'un bras robotique (comme ceux installés sur la navette spatiale et sur la Station spatiale internationale) ou d'un rover de surface. Plusieurs exercices intéressants attendent cet engin au cours de notre mission.

Le scaphandre de plongée Superlite 17 est l'un des systèmes de plongée commerciaux les plus populaires au monde. Lors d'activités d'exploration en « surface », le scaphandre peut être lesté afin de fournir aux océanautes une flottabilité représentative de la pesanteur martienne et lunaire. De plus, le casque n'offre aux océanautes qu'une visibilité partielle semblable à celle que leur confèrent les casques des combinaisons spatiales. Pour des raisons de sécurité et de simplicité, la combinaison de plongée Superlite 17 est reliée à la surface par un câble d'alimentation en air plutôt que d'être dotée d'un système de survie autonome. Remarquez la caméra qui est montée sur le casque. Elle permet la transmission d'images à l'équipe de contrôle de la mission.

Les nouvelles expériences scientifiques que nous avons réalisées aujourd'hui ont misé sur l'utilisation de robots chirurgicaux miniaturisés mis au point à l'Université du Nebraska. Ces robots in vivo, qui sont conçus pour prêter main forte aux chirurgiens en laparoscopie, sont insérés dans l'abdomen du patient. Grâce à leurs caméras et à leurs manipulateurs, ils peuvent fournir une rétroaction visuelle et appuyer le chirurgien dans son intervention. Ces robots peuvent être mobiles ou fixes et ont été mis à l'essai avec succès dans le cadre de chirurgies sur des animaux.

En plus de servir à des fins chirurgicales dans des centres médicaux, ces systèmes robotiques pourraient être utilisés dans des environnements éloignés ou extrêmes comme les champs de bataille et l'espace, dans le cas de missions spatiales de longue durée. La mission NEEMO 9 vise justement à évaluer le temps qu'il faut pour effectuer une intervention laparoscopique à distance au moyen de différents systèmes de visualisation et à déterminer la facilité d'utilisation d'un système de téléchirurgie. Au cours de notre mission, nous nous pencherons également sur la possibilité de réaliser une intervention chirurgicale simple (c.-à-d. une appendicectomie) assistée par télémentorat après avoir été formés aux procédures.

Les images retransmises par les robots chirurgicaux seront utilisées puis comparées à celles du laparoscope. Les résultats obtenus dans le cadre de cette expérience permettront de valider l'utilité des images produites par les caméras robotiques in vivo aux fins de laparoscopie. Dans le même ordre d'idées, les résultats de l'expérience de télémentorat viseront à démontrer qu'une personne qui n'est pas un chirurgien, mais à qui l'on a appris un ensemble de techniques, peut être conseillée à distance afin de mettre à profit les compétences acquises et réaliser une appendicectomie par laparoscopie au moyen de robots in vivo.

La communication d'aujourd'hui avec les membres de l'équipage de la Station spatiale internationale a été stimulante et appréciée de tous. Ce n'est pas tous les jours que les membres d'équipage du seul complexe de recherche sous-marin peuvent communiquer avec ceux du seul complexe de recherche orbital. Cela a certainement rappelé de bons souvenirs à l'astronaute américain Jeff Williams qui est récemment arrivé à la Station spatiale internationale en qualité de membre de l'équipage Expedition 14. Il est, lui aussi, un aquastronaute puisqu'il a été commandant de la mission NEEMO 3!

Pour que vous puissiez mieux voir en quoi consiste la vie à bord d'Aquarius, nous avons ajouté ci-dessous une photo de Dave Williams dans le cadre d'activités quotidiennes. Il porte sur lui le système de surveillance ambulatoire (AMS) ainsi que le dispositif Actiwatch (dispositif à bande jaune), tandis qu'il veille à l'exploitation du ROV par l'équipe de l'ExPOC. L'image a été captée par un océanaute qui se tenait debout dans le sas d'entrée.

Merci d'être là et de suivre la mission avec nous!
L'équipe de soutien à la surface de la mission NEEMO 9

Jour 2 - le mardi 4 avril

Aujourd'hui, à 10 h 38, Ron Garan, Nicole Stott et Tim Broderick ont fait leur entrée dans le groupe sélect des personnes ayant séjourné 24 heures sous l'eau, en plongée à saturation, devenant ainsi les trois plus récents océanautes. Ross Hein et Jim Buckley sont, pour leur part, des océanautes chevronnés, tandis que « l'aquastronaute » Dave Williams plonge dans l'aventure pour une deuxième fois!

Les membres d'équipage se sont surtout concentrés sur la première des expériences du Center for Minimal Access Surgery (CMAS), laquelle a porté sur l'étude des effets de la temporisation sur l'activité cérébrale et le rendement humain.

En téléchirurgie, un chirurgien commande à distance, à l'aide d'un réseau de télécommunications, un système robotique à bras multiples installé au chevet d'un patient. Cette technologie émergente pourrait éventuellement servir à dispenser des soins médicaux et chirurgicaux d'urgence aux astronautes pendant leurs missions dans l'espace, aux soldats blessés au combat et aux patients vivant dans des régions éloignées, là où il n'y a aucun médecin.

Toutefois, la temporisation (ou « délai d'attente ») constitue l'un des obstacles majeurs à la téléchirurgie. Ce phénomène se produit lorsque les images vidéo et les signaux de commande des bras robotiques sont transmis sur de grandes distances. Des études ont démontré que les chirurgiens peuvent s'adapter à une temporisation variant entre 200 et 500 millisecondes, mais la temporisation des signaux transmis par satellites peut atteindre plus d'une seconde. En outre, les signaux mettent deux secondes à franchir la distance entre la Terre et la Lune. Il faudra donc trouver une façon de compenser ces longs délais d'attente si l'on souhaite appliquer la téléchirurgie aux voyages spatiaux de longue durée.

L'expérience CMAS 1 permettra d'étudier l'incidence des longs délais d'attente (pouvant aller jusqu'à deux secondes) sur la capacité des astronautes à réaliser certaines tâches. À cette fin, nous utiliserons un électroencéphalographe (EEG) pour enregistrer l'activité cérébrale et déterminer quelles zones du cerveau sont responsables de l'adaptation à la temporisation. Ces informations nous permettront de mettre au point des stratégies qui contribueront à améliorer la capacité du cerveau à s'adapter à la temporisation et à atténuer les effets de celle-ci sur le rendement.

Au cours de cette expérience, les membres d'équipage utiliseront un ordinateur portable pour réaliser quatre tâches différentes imitant les mouvements que font les chirurgiens lorsqu'ils manipulent un dispositif robotique. Ils répéteront chacun de ces mouvements avec un délai d'attente variable allant du temps réel à une temporisation de deux secondes. Tandis que les membres d'équipage réaliseront chaque tâche, un EEG enregistrera leur activité cérébrale au moyen d'électrodes qui seront maintenues en place au moyen d'un casque. Au terme de la mission, des experts en activité cérébrale analyseront les données de l'EEG afin d'identifier les zones du cerveau qui contribuent à l'adaptation au phénomène de temporisation. Nous espérons que ce travail de recherche nous permettra un jour d'offrir des soins de téléchirurgie dans les coins les plus reculés de la Terre, et même sur la Lune!