Comment construire une meilleure combinaison pour aller sur Mars | Allison Anderson | TEDxMileHigh

La combinaison spatiale est l'un des plus grands exploits d'ingénierie technique jamais réalisés. Mais saviez-vous que cela cause des blessures importantes aux astronautes ? Ecchymoses, entorses, nerfs pincés, ongles perdus et même coiffes des rotateurs déchirées. Si nous voulons envoyer des astronautes sur Mars en toute sécurité et avec succès, nous devons d'abord repenser l'emblématique combinaison spatiale. L'ingénieur aérospatial Allison Anderson nous montrera comment.

Le Dr Allison Anderson est professeur adjoint au Département des sciences du génie aérospatial de l'Université du Colorado à Boulder Smead et professeur adjoint en physiologie intégrative. Ses travaux portent sur le génie biomédical aérospatial et la physiologie humaine dans des environnements extrêmes, dans le but de permettre une mission humaine sur Mars. Elle a obtenu un doctorat du MIT et une bourse postdoctorale du National Space Biomedical Research Institute. Elle a grandi dans une ferme du Missouri rural, est la quatrième enfant de cinq enfants et est maintenant pilote privée.

Cette présentation a été donnée lors d'un événement TEDx local utilisant le format des conférences TED mais organisé indépendamment. En savoir plus : http://ted.com/tedx

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)