Il y a 15 ans, en juillet,
les humains ont foulé la Lune pour la première fois
et on a redéfini comment on pense à notre planète.
Les gens que vous avez vu marcher sur la Lune ou dans l'espace
portaient une combinaison spatiale.
La combinaison incarne ce que c'est de faire partie du genre humain :
explorer et réussir quelque chose que l'on pensait impossible.
Mais ce n'est pas juste un simple morceau de tissu.
La combinaison est l'un des plus grands exploits d'ingénierie jamais réalisés.
Elle fait tout ce qu'un vaisseau spatial fait
pour conserver une personne vivante
exceptée qu'elle est portable.
Mais malgré son avancée,
la combinaison est étonnamment dangereuse à porter.
Vous ne le savez pas en la regardant,
mais elle blesse les astronautes :
contusions, entorses, nerfs pincés,
et même perte d'ongles.
23 astronautes ont eu besoin de chirurgie des épaules
pour réparer des blessures comme des déchirures des rotateurs.
Si un truc comme cela arrive à la surface de la Lune ou de Mars,
cela peut faire avorter la mission.
Au final, améliorer la combinaison spatiale
est la plus grande barrière à l'exploration spatiale
dont personne ne parle.
Je crois que le plus important pour faire avancer la science
est d'envoyer un humain sur Mars.
On a tant appris de nos robots explorateurs,
mais ils sont si limités.
Une personne sur la surface de cette planète
pourrait débloquer l'histoire de la formation de notre système solaire,
ou comment la vie a commencé.
Cela prend des milliards de dollars pour envoyer quelqu'un sur Mars,
mais vous n'allez pas sur Mars pour rester enfermé à l'intérieur.
Les astronautes vont explorer et porter leur combinaison
souvent.
Selon les plans de la NASA,
si on envoie cinq personnes pendant 500 jours,
cela fait près de 1 000 sorties
en une seule mission.
En comparaison,
on a juste fait 400 sorties spatiales
dans toute l'histoire des vols spatiaux humains.
C'est un bon insensé en capacité.
Si nous voulons réussir - et je crois que ce sera le cas -
on doit radicalement reconcevoir la combinaison spatiale.
Je me suis intéressée à l'exploration spatiale
en CE2
quand mon prof nous parlait des astronautes.
Ce fut la première fois où je compris qu'on pouvait y aller.
Depuis, les vols humains dans l'espace sont ma passion dans la vie.
J'ai seulement commencé à comprendre
la difficulté pour les astronautes de travailler en combinaison
lorsque j'ai fait mes études supérieures.
La combinaison est pressurisée avec de l'oxygène pour respirer
mais cette pression la rend rigide.
Pensez à un animal en ballon.
Quand vous pliez le ballon,
il veut revenir à sa position initiale.
Les ingénieurs ont essayé de résoudre ce problème
en dessinant pour les joints de la combinaison des plis et des roulements,
mais cela force les gens à bouger bizarrement et de façon non naturelle.
Pour bouger dans la combinaison,
d'abord vous devez déplacer votre corps jusqu'à la toucher.
Après la combinaison peut bouger.
On ne peut pas lever les bras et toucher sa tête
comme cela ;
Au lieu de cela, les astronautes doivent rouler leurs épaules
puis plier leur coude pour toucher leur casque.
C'est déjà assez dur de s'en souvenir sur Terre,
et encore plus en dehors d'un vaisseau spatial
voyageant à plus de 27 000 km/h.
L'ajustement est un autre problème.
En mars 2019,
la NASA a dû annuler la première sortie entièrement féminine
car les combinaisons présentes ne s'ajustaient pas à l'équipage,
et cela aurait pris trop de temps
d'assembler en orbite une combinaison de la bonne taille.
Pression et ajustement font que les astronautes sont épuisés
chaque fois qu'ils travaillent dedans.
Et c'est pourquoi j'ai dédié ma carrière à concevoir une meilleure combinaison.
Premièrement il faut comprendre comment les gens bougent dans la combinaison.
Vous ne pouvez pas regarder dedans
pour comprendre comment et pourquoi les astronautes se blessent.
Avec mes étudiants à CU boulder,
on développe des senseurs portables
pour aller à l'intérieur
et mesurer comment ils bougent et interagissent avec la combinaison.
Avec ces données,
on espère prédire
si oui ou non la combinaison sera confortable
ou causera des blessures
une fois portée quelques centaines de fois.
Lorsque l'Homme fera le premier pas sur Mars,
ses bottes feront le premier impact.
Les astronautes n'ont pas eu besoin de marcher en combinaison
depuis que les astronautes d'Apollo ont quitté la Lune en 1972.
Puisque la botte est pressurisée, le pied n'y est pas attaché.
C'est comme porter des chaussures de randonnée
qui sont trop grandes pour vous.
Chaque pas que vous faites un pas,
le talon sort à l'arrière,
provoquant ampoules, perte d'énergie et mouvement bizarre.
L'os, c'est que,
si vous avez une ampoule en randonnée, c'est juste une mauvaise randonnée.
Si vous avez une ampoule sur Mars,
c'est dur de faire votre boulot.
Et cela peut faire plus mal que ça.
Un astronaute a eu un problème de bottes -
il disait ressentir une douleur perçante.
Afin de dessiner une meilleure botte spatiale,
mon élève Aubie a construit un système de capture de mouvements en 4 dimensions
qui mesure la forme du pied pendant la marche.
Avec ces données,
on pense redessiner le pied dans sa botte
afin que nos astronautes explorent de plus en plus loin.
Si on veut vraiment révolutionner les combinaisons pour Mars,
On doit protéger le corps
de façon fondamentalement différente.
Je crois que la solution pour une combinaison martienne
repose sur un concept élastique moulant,
proposé dans les années 60 par le Dr Paul Webb.
Il utilise le concept appelé contre-pression mécanique,
qui signifie qu'au lieu d'utiliser un habit gonflé
pour appliquer une pression sur la peau,
la combinaison elle-même presse le corps.
Malheureusement, ces combinaisons n'ont jamais eu de succès
car c'est difficile
de créer de la pression autour des formes complexes du corps,
comme les aisselles.
Étudiante, mon conseiller m'a envoyé en Italie
travailler pour Dainese, qui fait des combinaisons de moto.
David m'a dit :
« Ce sont les meilleurs designers que tu rencontreras. »
Je veux que tu utilises ton ingénierie avec leur compétence en design
et que tu dessines des prototypes de combinaison contre-pression mécanique. »
Donc, je suis allée en Italie.
Cet été fut l'un des plus créatifs et inspirants
que j'ai eus en tant qu'ingénieur.
Chaque jour, Stefano et moi montions un nouveau prototype de combinaison,
le testions et changions le design,
approchant toujours plus d'une combinaison à contre-pression mécanique
mais on est encore loin de quelque chose proche d'une combinaison spatiale.
Depuis cette époque, j'ai continué à travailler avec mes amis du MIT,
de l'université du Minnesota,
du Royal Melbourne Institute of Technology en Australie,
de la compagnie David Clark et de la NASA
pour continuer à creuser les problèmes de ces designs.
Dans mon labo maintenant,
on travaille sur la contre-pression mécanique dans les combinaisons.
Au lieu de choisir soit contre-pression mécanique,
soit pression par gaz,
pourquoi ne pas choisir les deux ?
Si on coupe le problème de design en deux,
et applique 50% de la pression sur une couche d'ensemble moulante
et les autres 50% avec un gaz pressurisé traditionnel comme on le fait maintenant,
on pourrait protéger nos astronautes avec une combinaison moins rigide
et également plus sécuritaire car redondante.
Une telle combinaison
permettrait une mission humaine vers Mars.
Je crois que je serai assez chanceuse
pour voir marcher des gens à la surface de Mars avant de mourir.
Mais pour faire qu'une mission de cette ampleur en vaille la peine,
on doit s'assurer que nos astronautes restent en sécurité.
Et on doit s'assurer qu'ils puissent explorer et faire de la science
jour après jour.
Il est le temps d'imaginer le nouveau design
de notre emblématique combinaison spatiale.
Merci.
(Applaudissements)