Comment empêcher les astronautes dans l'espace d'inhaler des gaz dangereux ? Un capteur optique de gaz de haute technologie germano-norvégien fournit une solution.

"Les astronautes doivent recevoir des alertes précoces si des gaz nocifs ou désagréables se mélangent à leur air respirable, ", explique le scientifique senior Atle Honne au SINTEF. "Parce que dans l'espace, vous ne pouvez pas simplement ouvrir une fenêtre pour aérer la pièce, " il dit.

En tant qu'enfant, il lisait tout ce qu'il pouvait mettre la main sur les étoiles. Cinquante ans plus tard, une partie du travail de sa vie est appliquée dans la grande étendue de l'espace extra-atmosphérique – à 400 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre ! Honne est l'un des architectes derrière le système de mesure de gaz appelé ANITA, qui a été testé sur la Station spatiale internationale (ISS) en tant que dispositif de surveillance de l'air respirable en 2007 et 2008.

L'Agence spatiale européenne (ESA) a commandé un nouveau version plus compacte et avancée du système qui sera démontrée et utilisée initialement sur l'ISS. En outre, le plan est d'utiliser la technologie sur de futures expéditions habitées plus loin dans l'espace.

Alerte précoce

Scott Hovland dirige l'unité ISS Facility and Technology de l'ESA et n'a besoin d'aucun encouragement pour vanter les qualités du capteur germano-norvégien. Notamment sa vitesse de fonctionnement.

"Les alertes précoces des polluants sont essentielles, parce qu'ils donnent aux astronautes la possibilité de prendre des mesures correctives en cas de fuite de gaz ou de défaillance du système de purification de l'air, " dit-il. " De plus, la technologie ANITA est capable de détecter des gaz que nous n'avions jamais imaginé trouver dans l'atmosphère respirable de l'espace. Sa capacité à le faire est extrêmement importante pour nous, " dit Hovland.

Mammouths et souris

La technologie ANITA utilise des mesures optiques pour identifier les gaz. Il peut détecter et distinguer différents gaz en mesurant la manière dont ils absorbent le rayonnement infrarouge. Sur l'ISS, la prochaine version du capteur viendra compléter les systèmes de surveillance actuels, qui reposent sur la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse.

Le défi pour tous ceux qui cherchent à surveiller la qualité de l'air intérieur est d'identifier et de mesurer les gaz individuels au sein de mélanges complexes. Selon Honne, la technique optique apporte des réponses plus rapides et bien plus précises que les technologies actuelles dans l'analyse des mélanges gazeux.

"Cela ne veut pas dire que c'est une tâche facile de mesurer plusieurs gaz en même temps, " dit Honne. " Nous recherchons à la fois des mammouths et des souris, et souvent la souris se cache derrière le mammouth, " il dit.

Dans l'espace en trois ans

Il y a une décennie, la première version d'ANITA a réussi son premier test sur le terrain avec brio sur l'ISS, où il a été installé par l'agence spatiale américaine NASA. Selon Honne, le système a prouvé qu'il pouvait mesurer de nombreux gaz en même temps – rapidement et très précisément.

"Pendant l'année d'ANITA dans l'espace, notre technologie a montré qu'elle peut détecter des gaz que d'autres instruments ne parviennent pas à détecter, " dit Honne.

De la même manière que le modèle précédent, la nouvelle version du capteur sera développée par ses développeurs norvégiens et allemands. Le plan est de le préparer à être opérationnel sur l'ISS en 2020.

Envole-moi vers la Lune

En outre, L'ESA a l'intention d'utiliser ANITA sur d'éventuels futurs laboratoires spatiaux situés en orbite autour de la Lune - plus proche de 400, 000 kilomètres de la Terre.

Scott Hovland de l'ESA souligne qu'une surveillance efficace de l'air respirable est essentielle pour les futures missions dans l'espace lointain car, comme il dit, si de graves problèmes devaient survenir sur leur engin spatial, ils ne peuvent pas faire un retour rapide sur Terre, ce qui est toujours une possibilité pour l'équipage de l'ISS.

"Mais une surveillance adéquate est tout aussi importante sur l'ISS, " dit Hovland. "Je pense à l'importance d'éviter les fausses alarmes. Si une fausse alarme entraîne une évacuation, de grosses sommes d'argent seront gaspillées pour rien et les astronautes devront entreprendre un départ risqué de la station sans raison, " il explique.

L'ESA investit dans ANITA afin d'éviter des situations indésirables telles que celles-ci, entre autres raisons.

Potentiel ici sur Terre

Atle Honne du SINTEF souligne qu'il existe également de nombreuses applications potentielles pour la technologie de haut vol ANITA ici sur Terre. Le système peut être utilisé pour vérifier la qualité de l'air dans tout, des sous-marins et des avions aux systèmes de plongée et aux laboratoires. Il considère également ANITA comme parfaitement adapté à la surveillance des processus industriels et des émissions de gaz dans l'environnement, y compris les gaz résiduaires produits par le secteur agricole.

« Le secteur spatial nous intéresse au SINTEF car c'est un marché exigeant, " dit Honne. " Si notre méthode de mesure réussit le test dans l'espace, il sera bien qualifié pour des applications ici sur Terre, " il dit.