Un laboratoire miniaturisé à l'intérieur du laboratoire orbital qu'est le module Columbus de l'ESA, ce cube de 40 cm a été l'un de ses triomphes scientifiques tranquilles.

Kubik – du russe pour cube – travaille à bord de la Station spatiale internationale depuis avant l'arrivée de Christophe Colomb en février 2008.

"Kubik héberge un large éventail d'expériences en sciences de la vie en apesanteur avec une implication minimale de l'équipage, " explique Jutta Krause de l'équipe de développement de la charge utile. " Les équipes de recherche préparent leurs expérimentations et s'appuient sur des « unités d'expérimentation » existantes ou sur mesure, qui sont chacun de la taille d'une boîte de mouchoirs en papier.

"Une fois inséré dans Kubik par un astronaute, ils sont automatiquement activés par des connexions électriques internes, fonctionnant de manière autonome sur une chronologie programmée jusqu'à ce qu'ils soient finalement récupérés pour un retour sur Terre.

"Au centre du Kubik à température contrôlée se trouve une centrifugeuse pour simuler la gravité, ainsi, des expériences doubles peuvent être exécutées avec une unité en microgravité plus un contrôle de la gravité terrestre ou un niveau de gravité intermédiaire - permettant aux chercheurs de savoir si les résultats qu'ils observent pourraient être liés à l'apesanteur ou à un autre facteur environnemental, comme le rayonnement spatial."

Le défi pour les chercheurs est de miniaturiser leurs expériences pour s'adapter aux limites de ces unités compactes, ajoute Janine Liedtke, membre de l'équipe :« Nous visons à rénover autant que possible les unités d'expérimentation, ainsi, dans certains cas, les équipes peuvent adapter une unité déjà volée, ou bien nous pouvons adapter de nouvelles unités à leurs besoins.

« Pourquoi faire voler des échantillons biologiques en apesanteur ? Parce que nous savons que de nombreux systèmes biologiques dépendent en partie de la gravité, ainsi, en « enlevant » les chercheurs en gravité peuvent acquérir une meilleure compréhension de leur fonctionnement.

"Pour donner une idée, Kubik a hébergé au fil des années des échantillons de bactéries, champignons, les globules blancs humains et les cellules souches de la moelle osseuse et du cordon ombilical, semis de plantes, et des têtards nageurs. Une charge utile en attente est conçue pour examiner comment les biofilms microbiens interagissent avec les surfaces rocheuses à différents niveaux de gravité, de l'apesanteur à Mars et à la gravité terrestre."

Les temps d'expérimentation sont limités car les échantillons sont biologiques - une partie du travail consiste à planifier soigneusement le scénario de la mission. Même les heures nécessaires à la montée et à la descente de l'unité d'expérimentation vers et depuis Columbus sont soigneusement comptabilisées, pour s'assurer qu'ils sont de retour dans les deux semaines suivant le lancement, en fonction de la sensibilité des échantillons.

"Nous avons utilisé le Soyouz, et maintenant le Dragon SpaceX, " ajoute Jutta. " Typiquement, quand un véhicule monte, un autre descend. Cela garantit que les expériences peuvent être téléchargées rapidement.

"Un fixateur est souvent ajouté à une expérience à sa conclusion, les chercheurs peuvent donc l'examiner tel qu'il était en microgravité. En outre, les unités peuvent être réfrigérées pendant leur voyage de retour.

Douze expériences de l'ESA et des agences spatiales nationales ont jusqu'à présent été menées à Kubik, l'ESA en prévoyant sept autres d'ici la fin de cette décennie. L'installation doit être mise à niveau avec une nouvelle électronique, pour offrir plus de fonctionnalités et le garder pleinement opérationnel dans sa deuxième décennie.