En bref
Pendant cinq jours, quatre personnes ont vécu dans un petit laboratoire sous-marin pour découvrir certains des défis auxquels sont confrontés les astronautes : le manque d’espace, le bruit et le travail en équipe. Elles ont aussi mené des expériences sur les réactions humaines, des graines et des capteurs. Cette aventure ne reproduit pas un voyage dans l’espace, mais elle aide à préparer de longues missions et à tester des idées.
À sept mètres de profondeur, près de Key Largo, en Floride, l’équipe SEA STAR a passé cinq jours dans un laboratoire marin, loin de la surface et du rythme habituel de la vie. Il ne s’agissait pas d’un voyage dans l’espace, mais la mission avait pour but de reproduire certains défis du travail à bord d’une station spatiale : vivre dans un espace restreint, dépendre de systèmes qui fonctionnent sans interruption, mener plusieurs expériences et compter sur la coopération de tout l’équipage. Les travaux réalisés ont porté sur les capacités humaines sous pression, la croissance de graines de légumes et les conditions de l’environnement.
Un petit laboratoire sous la mer
La mission avait pour quartier général Jules’ Undersea Lodge, un laboratoire sous-marin situé près de Key Largo, en Floride, à une profondeur d’environ 22 pieds, soit près de sept mètres. Les membres de l’équipage y ont vécu cinq jours d’affilée sans remonter à la surface. Ils ont ainsi obtenu le statut d’« aquanautes », terme employé pour désigner les explorateurs qui restent sous l’eau plus de 24 heures dans des conditions de saturation.
La saturation ne signifie pas que le corps se remplit d’eau. Le terme décrit un état lié à la respiration sous une certaine pression. Lorsqu’une personne demeure assez longtemps dans un milieu aquatique pressurisé, ses tissus absorbent un gaz inerte, comme l’azote, jusqu’à atteindre un niveau déterminé par la pression et la profondeur. Le retour à la surface ne se résume donc pas à une courte remontée : le corps doit s’adapter à la baisse de pression, et les risques liés à la décompression sont à prendre au sérieux.
Dans le laboratoire, l’équipage était entouré d’un monde aquatique verdoyant, tandis que des systèmes de survie assuraient les conditions nécessaires à son séjour. Ces installations fonctionnaient en continu, mais leur bruit était constant. L’équipe a également rencontré des difficultés très concrètes, notamment des problèmes de plomberie dans les toilettes, ainsi que des préoccupations de santé liées au séjour sous pression. Les sorties à l’extérieur du laboratoire, comparées par les membres de l’équipage à des sorties dans l’espace, exigeaient elles aussi une attention particulière : la visibilité sous l’eau n’était pas toujours bonne.
Une simulation utile, mais qui ne remplace pas l’espace
Ces expériences sont appelées missions analogues ou missions spatiales simulées. Réalisées sur Terre, elles cherchent à reproduire certains aspects des missions spatiales, et non toutes les conditions de l’espace. Un laboratoire sous-marin n’est pas une station en orbite, et les plongeurs ne sont exposés ni à l’apesanteur ni au vide spatial. Il permet néanmoins d’étudier le travail dans un habitat isolé, d’observer les performances de l’équipage et de s’exercer à des procédures qui demandent coordination et autonomie.
Ces environnements ont aussi l’avantage de permettre des projets scientifiques sans envoyer une équipe à bord de la Station spatiale internationale. Le nombre de personnes, le temps disponible et les activités possibles dans l’espace sont limités. Les stations sous-marines peuvent, elles, servir de terrain pour certaines expériences préparatoires et certains exercices. Les résultats restent toutefois liés aux conditions propres à chaque simulation : ils peuvent faire émerger des questions ou révéler des difficultés à étudier ensuite, mais ils ne prouvent pas que le corps humain réagira de la même façon dans l’espace.
La mission était dirigée par l’astrobiologiste et exploratrice Michaela Musilova, qui en était la commandante. Elle avait auparavant dirigé 40 missions spatiales simulées consacrées à la Lune et à Mars. Les membres de l’équipe SEA STAR avaient de l’expérience en plongée et dans les missions analogues, ce qui a contribué, selon elle, au déroulement relativement fluide de l’expédition. Les responsabilités étaient réparties entre la conduite des travaux scientifiques et les tâches quotidiennes. Dans un lieu qu’on ne peut pas quitter facilement, la coopération devait rester constante.
La concentration et les réflexes changent-ils sous pression ?
L’un des projets de Michaela Musilova s’intéressait à une question pratique pour les missions de longue durée : les capacités cognitives et la vitesse de réaction évoluent-elles lorsqu’on vit et travaille sous une pression différente de celle à laquelle on est habitué ? Mené en collaboration avec le Center for Hyperbaric Medicine, la Faculty of Medicine de l’University of Ostrava et l’Ostrava City Hospital, en République tchèque, le projet visait à suivre les résultats obtenus par l’équipage à des tests cognitifs et à mesurer ses temps de réaction pendant la mission.
Les membres de l’équipe ont eu l’impression de réagir plus lentement pendant leur séjour qu’avant celui-ci. Il s’agit d’une observation rapportée dans le cadre de l’expérience, et non d’un résultat chiffré publié dans les informations disponibles. Celles-ci ne précisent ni le nombre de personnes ayant passé les tests, ni l’ampleur des changements, ni les analyses statistiques qui permettraient d’en estimer l’importance. Il faut donc y voir un premier indice issu d’une courte simulation, et non la preuve définitive que la pression, à elle seule, ralentit la pensée.
Cette question prend de l’importance lorsqu’on prépare des missions longues, car le travail dans un milieu isolé exige de rester attentif, de prendre des décisions et de réagir aux situations de la vie quotidienne. Dans le laboratoire, la pression n’était pas le seul facteur en jeu : le manque d’espace, le bruit permanent, les activités scientifiques et la nécessité de veiller à la sécurité s’y ajoutaient. Pour comprendre une éventuelle évolution des performances, il faut donc tenir compte de l’ensemble de l’environnement, et non attribuer le changement à un seul facteur sans mesurer séparément son effet.
Des graines de légumes mises à l’épreuve des changements de pression
Un autre projet portait sur la réaction des graines aux variations de pression pendant leur transport vers la station marine. Brandi Nunez, responsable de la santé et de la sécurité, a fait germer certaines graines de chou kale et un mélange de jeunes pousses pour salade avant le début de la mission, tandis que d’autres ont commencé à pousser sous l’eau. L’équipe a comparé des groupes transportés dans différentes conditions : certains ont subi une variation progressive de la pression, d’autres un changement brusque pendant la descente vers la station.
Après la récolte, l’équipe a remarqué des signes de dommages chez les graines exposées à la variation soudaine. Ce type d’altération, parfois appelé dommage lié à la pression, est associé à un changement rapide de la pression de l’air. Cette observation montre que les modalités de transport de matières vivantes vers un habitat pressurisé peuvent compter, même lorsque la différence semble se limiter à la manière d’effectuer le trajet. Les informations disponibles ne donnent cependant ni le nombre de graines, ni les taux de germination, ni de mesures chiffrées des dommages. Elles ne permettent donc pas d’en déterminer l’ampleur ni de généraliser le résultat à d’autres espèces végétales.
Le but n’était pas de produire une grande récolte dans la station, mais d’étudier la réaction de petites plantes dans des conditions relativement contrôlées. Les jeunes pousses, comme le chou kale et le mélange pour salade, permettent de suivre rapidement la germination et la croissance. Elles offrent ainsi un cas concret pour examiner les effets des conditions de vie à bord. De tels essais pourraient aider à concevoir des expériences plus détaillées sur le transport et la germination des plantes dans des milieux différents de ceux que l’on trouve habituellement à la surface de la Terre.
Capteurs, flottabilité et expériences à l’extérieur du laboratoire
Paul Bakken, commandant adjoint de l’équipage, a participé à un projet sur la régulation de la pression dans des conteneurs de transport exposés à de fortes variations de la pression ambiante. De son côté, Jane Bent, spécialiste de mission, a travaillé avec Interstellar Performance Labs à la mise au point d’une classification destinée à analyser les facteurs liés à l’environnement et aux interactions entre les membres de l’équipage lors de missions simulées. La diversité de ces travaux montre que la station n’était pas consacrée à une seule expérience : elle servait à étudier plusieurs aspects des opérations quotidiennes.
Lors des sorties à l’extérieur du laboratoire, l’équipe a effectué des exercices de flottabilité neutre. Il s’agit de contrôler les mouvements du corps pour rester à la même profondeur dans l’eau, sans remonter ni couler. Les membres de l’équipage ont également testé des capteurs environnementaux conçus par des élèves du secondaire et des étudiants d’universités en Slovaquie. Ces appareils ont fourni des informations supplémentaires sur les conditions de vie dans l’habitat et contribué au projet consacré aux performances cognitives. L’équipe a aussi utilisé un appareil d’aspiration sous-marin pour participer à la protection de l’environnement autour de Jules’ Undersea Lodge.
La mission comportait également un volet éducatif. Les membres de l’équipage ont échangé avec l’équipe d’une station de simulation spatiale en Slovaquie, appelée Cosmic Region, et lui ont fait visiter leur habitat sous-marin. Pendant la communication, certains sont descendus dans l’eau pour effectuer une plongée de démonstration et montrer ce que représente le travail à l’extérieur du laboratoire. La mission a ainsi associé observations scientifiques, essais de matériel et présentation de la vie quotidienne dans une station sous-marine.
Le retour à la surface se prépare avec soin
Au terme des cinq jours, les membres de l’équipage ont remis leur équipement de plongée une dernière fois et quitté le laboratoire. Ils ne sont pas remontés directement à la surface : ils ont emprunté un itinéraire plus long autour du lagon afin d’aider leur corps à s’adapter à la diminution de pression. Même si la profondeur ne dépassait pas environ 22 pieds, le risque de problèmes de décompression persistait après le séjour en état de saturation. Le retour devait donc se faire progressivement et avec prudence.
La remontée a marqué la fin d’une mission qui avait demandé de s’habituer à un espace clos avant de retrouver le grand air. L’équipe a retrouvé l’air frais et senti les rayons du soleil, mais la chaleur de la Floride est vite devenue difficile à supporter. Comme l’a raconté Michaela Musilova, le retour suscitait des sentiments contradictoires : le soulagement de retrouver son foyer, de la nourriture fraîche et le confort habituel, mais aussi le regret de quitter les autres membres de l’équipage et l’expérience partagée.
Michaela Musilova a décrit une sensation qu’elle a appelée « l’effet du regard depuis les profondeurs », comparable à l’émotion dont parlent certains astronautes lorsqu’ils voient la Terre entière depuis l’orbite. Dans le laboratoire, elle observait les rayons du soleil traverser l’eau depuis une profondeur où ils ne pouvaient pas parvenir. Elle avait le sentiment que sa vie quotidienne était à la fois proche et lointaine. Il ne s’agissait pas d’une expérience scientifique mesurant un changement psychologique à l’aide d’un indicateur précis, mais d’un témoignage sur l’influence de l’isolement et du paysage environnant sur sa perception de la planète, ainsi que sur son envie d’en prendre davantage soin.
Conclusion
La mission SEA STAR, menée pendant cinq jours à environ sept mètres de profondeur, a fourni un terrain concret pour étudier certains aspects de la vie et du travail dans un habitat isolé. Les expériences ont porté sur la vitesse de réaction, des graines transportées dans différentes conditions de pression, des capteurs, la flottabilité et du matériel sous-marin. Les premières observations indiquent que les membres de l’équipage ont eu l’impression de réagir plus lentement et que les graines exposées à un changement brusque de pression présentaient des dommages. Les informations disponibles ne donnent toutefois pas de chiffres permettant de mesurer précisément ces résultats. Les stations marines ne reproduisent qu’une partie des conditions spatiales, mais elles offrent des possibilités utiles d’entraînement et d’expérimentation. Elles rappellent aussi que, dans les milieux extrêmes, la réussite dépend autant des détails de la vie quotidienne que des expériences scientifiques.