Connect with us

Technologie et sciences

Les expériences de levure sur Artemis 1 pourraient aider les astronautes à survivre au rayonnement cosmique dans l’espace lointain

Published

on

Advertisements

Lorsque l’Artemis 1 de la NASA décollera dès lundi d’une rampe de lancement en Floride, il n’emportera aucun équipage humain dans une mission de 42 jours pour orbiter autour de la lune et revenir sur Terre. Mais des expériences à bord de la fusée pourraient permettre de résoudre un problème épineux qui fait obstacle aux vols spatiaux habités de longue durée : le rayonnement cosmique.

Le scientifique pharmaceutique de l’Université de la Colombie-Britannique, Corey Nislow, n’était qu’un tout-petit lorsqu’Apollo 11 a atterri sur la lune en 1969. L’équipage humain a passé moins d’une journée sur la surface lunaire au-delà de la protection contre le rayonnement cosmique fournie par le champ magnétique terrestre, qui le dévie vers les ceintures de Van Allen autour de la planète.

Apollo 17, le dernier voyage humain vers la lune achevé il y a cinquante ans en décembre, n’a duré que 12 jours.

« Une fois que vous quittez la sécurité des ceintures de Van Allen », a déclaré Nislow, « il n’y a actuellement aucun blindage disponible qui puisse protéger le matériel biologique, y compris les membres d’équipage, des effets du rayonnement cosmique. »

Ces effets peuvent inclure tout, d’un risque accru de développer des cataractes au cancer. La Station spatiale internationale (ISS) est en orbite terrestre basse (LEO) et les astronautes à bord de l’ISS se trouvent à l’intérieur de la magnétosphère protectrice de la Terre.

REGARDER | L’astronaute en chef affirme que la NASA vise Mars, pas la Lune :

Le programme Artemis de la NASA vise la lune, puis Mars

Selon la NASA, l’objectif du programme Artemis est d’atterrir un jour sur Mars. Mais d’abord, l’agence spatiale a besoin des missions Artemis pour atterrir à nouveau sur la lune.

Mais les missions prolongées sur la Lune et ce que la NASA prévoit être un voyage de retour de près de deux ans sur Mars présentent de sérieux risques.

« Franchement, si nous allons sur Mars, un aller-retour exposera un membre d’équipage à entre 10 et 100 fois la limite de rayonnement autorisée », a déclaré Nislow.

1er matériel biologique au-delà de l’orbite terrestre en 50 ans

Le travail que Nislow et ses collaborateurs font avec la NASA pour atténuer les effets du rayonnement cosmique enverra le premier matériel biologique au-delà de l’orbite terrestre en 50 ans. Et le remplaçant des astronautes en chair et en os est quelque chose que la plupart des gens ont dans leur garde-manger : la levure.

« Même si la levure et les êtres humains sont séparés par un million d’années d’évolution, la moitié de tous les gènes de levure fonctionnent presque de la même manière que les gènes humains », a déclaré Nislow.

La levure, un micro-organisme unicellulaire, possède environ 6 000 gènes. Nislow, titulaire de la chaire de recherche du Canada de niveau 1 en génomique translationnelle, affirme que les cellules de levure de l’expérience à bord du vaisseau spatial Orion au sommet d’Artemis 1 ont été modifiées individuellement pour produire 6 000 versions génétiquement uniques. Chaque version a un gène différent retiré et remplacé par une courte épissure d’ADN unique connue sous le nom de code-barres, ce qui permet aux chercheurs d’identifier et de suivre facilement la variante.

Le scientifique pharmaceutique de l’UBC, Corey Nislow, affirme qu’une fois que le vaisseau spatial quitte les ceintures de Van Allen autour de la Terre, les membres d’équipage à bord n’ont aucune protection contre les radiations cosmiques. (Corey Nislow)

Une fois que le vaisseau spatial est au-delà de la protection du champ magnétique terrestre, la levure séchée sera réhydratée à distance afin qu’elle puisse croître et se diviser tout en étant bombardée de rayonnement cosmique. Cinq ou six semaines plus tard, lorsque le vaisseau spatial s’échouera dans l’océan Pacifique, le conteneur de la taille d’une boîte à chaussures contenant l’expérience sera récupéré et renvoyé au laboratoire de Nislow à l’UBC. L’espoir est de trouver des gènes individuels dans les cellules qui ont résisté aux radiations ou qui ont été capables de réparer les dommages.

« Et ensuite, nous pouvons demander quels médicaments ou produits chimiques à notre disposition pourraient aider à réduire la sensibilité d’un gène particulier et c’est là que nous nous dirigeons vers des contre-mesures », a déclaré Nislow.

Les cellules de levure font de parfaits astronautes

C’est une occasion fascinante, selon le professeur Doug Boreham, radiobiologiste à l’École de médecine du Nord de l’Ontario à Sudbury.

Advertisements

« Ils vont se pencher sur la survie quand ils récupéreront ces choses, ce qui est très cool », a déclaré Boreham, notant que les cellules de levure font de parfaits astronautes. « Ils n’ont pas besoin de respirer. Ils n’ont pas besoin d’eau. Ils ne mangent pas. Ils ne se soucient pas de la température. Mais pourtant ils sont vivants. »

L’intérieur de l’expérience de levure de la taille d’une boîte à chaussures à bord d’Artemis 1 est montré avant l’assemblage final au Kennedy Space Center en Floride. (Corey Nislow)

En fait, les cellules de levure sont des substituts si idéaux pour les humains qu’elles sont au cœur d’une expérience différente à bord d’Artemis que Boreham et ses collègues aident à soutenir. BioSentinel est un petit satellite de la taille d’un parpaing qui sera déployé dans l’espace lointain. Il contient des échantillons de levure qui seront réhydratés par étapes sur une période de plusieurs semaines à l’aide d’une solution nutritive bleue.

La solution devient rose au fur et à mesure que la levure se métabolise et un capteur optique embarqué mesurera les changements de couleur. Les cellules qui ne peuvent pas réparer les dommages causés par le rayonnement cosmique seront moins roses et plus bleues. Mais les échantillons ne reviendront pas sur Terre pour être étudiés. BioSentinel transmettra les données en orbite autour du Soleil jusqu’à ce qu’il soit à court d’énergie.

Douglas Boreham, radiobiologiste et chef de division des sciences médicales à l’École de médecine du Nord de l’Ontario à Sudbury, en Ontario, a déclaré que les cellules de levure font de parfaits astronautes. (EMNO 2018)

Boreham est impliqué dans le projet scientifique, qui, selon lui, impliquera de comparer les données de BioSentinel avec celles d’échantillons cultivés simultanément dans son université et à deux kilomètres sous terre au SNOLAB, l’installation de recherche souterraine profonde du Canada.

« Nous examinons les mécanismes fondamentaux impliqués dans la gestion et la réparation des effets du rayonnement cosmique par les cellules », a déclaré Boreham, reconnaissant qu’il existe des limites aux expériences.

Les organismes unicellulaires comme la levure veulent simplement croître et se diviser, dit-il. Les cellules humaines, cependant, peuvent « communiquer » entre elles. Les cellules humaines exposées au stress et aux dommages comme les radiations créent des radicaux libres qui stimulent notre système immunitaire. Les humains possèdent également des gènes suppresseurs de tumeurs, qui peuvent provoquer l’autodestruction de cellules irréparables.

« Vous ne pouvez pas obtenir cela dans un modèle de levure », a déclaré Boreham.

« Expériences très importantes »

Mais tout cela est un travail critique, selon l’astronaute canadienne Dr Roberta Bondar.

« Ce sont des expériences très, très importantes et ce sont des choses que nous devons faire très bientôt », a déclaré Bondar.

Bondar, qui est neurologue, a volé à bord de la navette spatiale Discovery de la NASA il y a 30 ans et a ensuite analysé les données sur la santé des astronautes de deux douzaines de missions. Elle dit que les effets des radiations sur tout vol spatial de longue durée pourraient faire des ravages sur la mission.

« Cela inclut donc des choses comme des fonctions cognitives altérées ou peut-être même des fonctions motrices altérées et des changements de comportement », explique Bondar. « Ce sont des choses qui seraient effrayantes dans un environnement fermé dans un certain type de vaisseau spatial. »

Nislow pense que jusqu’à ce qu’un moyen d’atténuer ces risques de rayonnement ait été trouvé, il serait contraire à l’éthique d’envoyer des humains dans un voyage spatial de plus d’un an.

Et il espère que les expériences utilisant l’une des formes de vie les plus anciennes de la planète permettront aux humains de voyager en toute sécurité vers d’autres mondes.

« Sans être hyperbolique, c’est une étape très très importante. »

Advertisements

Technologie et sciences

Le prix Nobel de physique décerné à un trio de scientifiques pour leurs travaux « pionniers » en science quantique

Published

on

Par

Advertisements

Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger ont remporté le prix Nobel de physique 2022 pour leurs travaux sur les sciences de l’information quantique, a-t-on annoncé mardi lors d’une cérémonie à Stockholm.

Aspect vient de France, Clauser des États-Unis et Zeilinger est autrichien. Le scientifique a été honoré pour « des expériences avec des photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et pionnière de la science de l’information quantique ».

« La science de l’information quantique est un domaine dynamique et en plein essor », a déclaré Eva Olsson, membre du comité Nobel. « Il a des implications larges et potentielles dans des domaines tels que le transfert sécurisé d’informations, l’informatique quantique et la technologie de détection. »

Elle a poursuivi en disant : « Son origine peut être attribuée à celle de la mécanique quantique. Ses prédictions ont ouvert les portes d’un autre monde, et cela a également ébranlé les fondements mêmes de la façon dont nous interprétons les mesures. »

« Un choc très positif »

S’exprimant par téléphone lors d’une conférence de presse après l’annonce, Zeilinger a déclaré qu’il était « encore un peu choqué » d’apprendre qu’il avait reçu le prix.

« Mais c’est un choc très positif », a déclaré Zeilinger, 77 ans, qui est basé à l’Université de Vienne.

Clauser, Aspect et Zeilinger ont figuré dans la spéculation Nobel pendant plus d’une décennie. En 2010, ils ont remporté le prix Wolf en Israël, considéré comme un possible précurseur du Nobel.

Alors que les physiciens s’attaquent souvent à des problèmes qui semblent à première vue très éloignés des préoccupations quotidiennes – les particules minuscules et les vastes mystères de l’espace et du temps – leurs recherches jettent les bases de nombreuses applications pratiques de la science.

Une semaine d’annonces de prix Nobel a débuté lundi avec le scientifique suédois Svante Pääbo recevant le prix de médecine pour avoir dévoilé les secrets de l’ADN de Néandertal qui ont fourni des informations clés sur notre système immunitaire.

Ils continuent avec la chimie le mercredi et la littérature le jeudi. Le prix Nobel de la paix 2022 sera annoncé vendredi et le prix d’économie le 10 octobre.

Les prix sont dotés d’un prix en espèces de 10 millions de couronnes suédoises (l’équivalent d’un peu plus de 1,2 million de dollars canadiens) et seront remis le 10 décembre. L’argent provient d’un legs laissé par le créateur du prix, l’inventeur suédois Alfred Nobel, décédé en 1895.

Marie Curie, Edwin Schrödinger, Max Planck et Albert Einstein ont tous remporté le prestigieux prix de physique, et six Canadiens ont remporté au moins une part du premier prix depuis 1990.

Advertisements
Continue Reading

Technologie et sciences

Chercher! Vous pourrez peut-être voir les aurores boréales ce soir

Published

on

Par

Advertisements

Le soleil déborde littéralement d’activité, ce qui est de bon augure pour ceux qui espèrent voir les aurores boréales, en particulier dans les prochains jours.

Notre étoile traverse un cycle de 11 ans où l’activité croît et décroît. Le soleil vient d’entrer dans une période d’activité accrue, notamment sous la forme de taches solaires.

En ce moment, le soleil est parsemé de ces régions sombres et plus fraîches sur sa surface bouillonnante. Mais ces régions ne sont pas seulement plus fraîches ; ils sont aussi plus instables.

Le soleil n’est pas une masse solide comme la Terre. Au lieu de cela, différentes parties de celui-ci tournent à des vitesses différentes. Et parce qu’il a un immense champ magnétique, parfois ces lignes de champ s’emmêlent et se cassent soudainement, produisant une éruption solaire. Ces fusées éclairantes peuvent perturber les transmissions radio à haute fréquence.

Cette image du soleil montre plusieurs taches solaires lundi. Ces régions peuvent libérer de puissantes rafales d’énergie et sont souvent suivies d’une autre éjection de matière appelée éjection de masse coronale. (Avec l’aimable autorisation de la NASA/SDO et des équipes scientifiques AIA, EVE et HMI)

Mais les éruptions solaires ont une autre particularité : elles sont également généralement suivies d’éjections de masse coronale (CME), une éruption de particules chargées qui, si elles atteignent la Terre, peuvent interagir avec notre champ magnétique, nous donnant les aurores boréales.

Et c’est exactement ce qui s’est passé pendant le week-end.

La force des éruptions solaires est mesurée de 1 à 10 pour les éruptions de classe C et de classe M mais peut aller beaucoup plus haut pour les éruptions les plus fortes, la classe X (la plus forte jamais enregistrée était une X28 en 2003).

Dimanche, il y avait deux fusées éclairantes de classe M et un X1. Et peu de temps après, le soleil a craché plusieurs CME qui sont en route vers nous. Le Centre de prévision météorologique spatiale (SWPC) de la National Oceanic and Atmospheric Administration prévoit une tempête géomagnétique modérée de lundi à mardi. Ressources naturelles Canada prévoit une activité orageuse dans les régions du nord, avec une activité accrue à des latitudes plus basses au cours des prochaines 24 heures.

Comment et quand … mais aucune garantie

Cela étant dit, prévoir les aurores boréales, ou aurores boréales, est difficile, car plusieurs facteurs entrent en jeu.

Par exemple, la Terre doit se trouver sur la trajectoire du CME. Selon la projection du vent solaire de SWPC, il semble que nous soyons au moins sur le chemin d’un coup d’œil.

De plus, la force de notre champ magnétique interplanétaire doit être forte, et le trou auroral – une région magnétique invisible autour du pôle nord – doit s’incliner vers le sud.

Si l’une de ces choses ne se produit pas, notre probabilité de les voir dans des latitudes plus méridionales, comme l’Ontario, le Québec et le Canada atlantique, est réduite.

La force des tempêtes géomagnétiques est mesurée sur quelque chose appelé un indice Kp qui varie de 1 à 10. Plus le nombre est élevé, plus il est probable que les personnes aux latitudes plus basses verront les aurores boréales. SWPC prévoit un indice Kp potentiel de 6.

Cette carte illustre le potentiel d’observation des aurores boréales sous un indice Kp de 6. L’échelle va de 1 à 10. (Soumis par Chris Ratzlaff)

Cependant, cela ne signifie pas que vous ne devriez pas essayer de les attraper si vous le pouvez. Il y a pire que de passer une nuit sous les étoiles.

La meilleure façon de voir les aurores boréales est, bien sûr, de s’éloigner des lumières de la ville. Si vous en êtes capable, essayez de sortir de la ville ou même dirigez-vous vers une zone avec un parc. Plus vous êtes en latitude sud, plus ils apparaîtront près de l’horizon, en particulier plein nord, il est donc préférable d’avoir une bonne vue de l’horizon.

Parfois, ils sont là mais sont trop faibles et invisibles à l’œil nu. Si vous avez un appareil photo, vous pouvez essayer de le placer sur un trépied et de laisser l’obturateur ouvert pendant une exposition de 10 à 20 secondes à ISO 800 et de voir si l’appareil photo peut les capturer.

Et si vous recherchez des mises à jour, il existe plusieurs applications gratuites, telles que Northern Light Aurora Forecast et My Aurora Forecast & Alerts, où vous pouvez garder un œil sur l’indice Kp en temps réel.

Vous pouvez également visiter des sites Web comme Spaceweather.com et SpaceWeatherLive.

Et si les prévisions ne se concrétisent pas, ne vous inquiétez pas : il y a une autre énorme tache solaire qui se tourne vers nous et qui pourrait potentiellement libérer de puissantes éruptions au cours des deux prochains mois, alors gardez un œil ouvert. En prime, essayez de rechercher une « étoile » brillante au sud. Ce n’est pas une étoile, mais Jupiter. Vous pouvez même profiter d’une vue rapprochée avec une paire de jumelles.

Advertisements
Continue Reading

Technologie et sciences

Ce robot a battu un record du monde – mais il n’est toujours pas à la hauteur des athlètes humains

Published

on

Par

Advertisements

Comme ça arrive6:14Cassie le robot court un sprint record de 100 mètres

Si vous avez récemment couru sur piste à l’Oregon State University, il y a de fortes chances que vous ayez croisé la route d’un concurrent inhabituel : un robot bipède athlétique.

Cassie s’est fait un nom pour la première fois en 2021 en complétant un 5K sur le campus avec un temps de 53 minutes. Après des mois d’entraînement, la machine sans torse et sans visage a maintenant établi un record du monde Guinness pour le 100 mètres le plus rapide d’un robot bipède.

Il a enregistré un temps de 24,73 secondes, ce qui est encore loin du temps humain record d’Usain Bolt de 9,58 secondes.

« Cassie le fait comme un jogging modéré », a déclaré Devin Crowley, étudiant en ingénierie. Comme ça arrive l’hôte Nil Köksal. « C’est impressionnant pour un robot, mais ce n’est pas encore tout à fait dangereux. »

REGARDER | Cassie détient un record du monde :

Cassie le robot fait un record

Après avoir terminé un 5K l’année dernière, Cassie établit un record du monde Guinness pour le 100 mètres le plus rapide par un robot bipède. (Laboratoire de robotique dynamique/Université d’État de l’Oregon)

Crowley a passé six mois à entraîner Cassie pour le sprint de 100 mètres, qui a eu lieu le 11 mai. Il est fier du robot, bien que le voir sprinter à travers le centre d’athlétisme Whyte de l’OSU était d’un autre monde.

« J’aime le décrire comme la moitié inférieure du Terminator », a-t-il déclaré. « Mais ça ressemble plus à une autruche… Elle a des genoux inversés. Techniquement, ce ne sont… pas des genoux, ce sont des chevilles. Donc ça ressemble à un oiseau. Juste un bassin avec des jambes, et elles se plient principalement vers l’arrière . »

Comment construire un robot en marche

Le professeur de robotique de l’État de l’Oregon Jonathan Hurst, le professeur d’intelligence artificielle Alan Fern et leurs étudiants ont développé la structure et le logiciel de Cassie en 2017. Ils ont utilisé des fonds de la National Science Foundation et une subvention américaine de 1 million de dollars de la Defense Advanced Research Projects Agency. Ils mènent également le robot à son exploit de 5K.

Crowley s’est appuyé sur ce travail lors de son projet de fin d’études supérieures pour former Cassie au tableau de bord.

Le robot devait commencer par rester immobile, puis accélérer et courir jusqu’à ce qu’il franchisse la ligne d’arrivée. Il a ensuite dû ralentir et revenir à une position debout – ce qui était le plus grand défi pour Crowley. Il dit qu’il a spécialisé la programmation de Cassie pour courir aussi vite que possible, en donnant la priorité à la vitesse par rapport à d’autres attributs, comme le virage.

Advertisements
Un homme se tient à côté d'une paire de jambes de robot.
Devin Crowley, étudiant au doctorat en ingénierie à l’Oregon State University, a entraîné Cassie pour le 100 mètres dans le cadre de son projet de fin d’études supérieures. (Université d’État de l’Oregon)

L’expert en robotique de l’Université de Bristol, Nathan Lepora, a qualifié le tableau de bord de Cassie de « extrêmement impressionnant ». Il a aidé une fois développer un robot capable de serrer doucement la main à l’aide d’un bout de doigt artificiel doté d’un sens du toucher.

« J’ai remarqué [Cassie] trébuché à plusieurs reprises », a-t-il écrit dans un e-mail à Comme ça arrive. « Les humains comptent sur notre sens du toucher dans nos pieds pour nous aider à courir – vous ne pouvez pas très bien marcher avec une jambe engourdie. Alors peut-être que ces robots pourraient être encore meilleurs s’ils avaient des pieds tactiles, alors ils pourraient courir plus vite ou même sur un terrain accidenté. »

Il a dit que c’était formidable de voir des robots comme Cassie provenir d’un laboratoire de recherche universitaire, plutôt que d’une entreprise privée comme Boston Dynamics.

« Une grande partie de la recherche dans ce domaine … a été effectuée en privé, de sorte que d’autres universitaires n’ont pas été en mesure de s’appuyer sur la recherche », a-t-il déclaré.

« La robotique à pattes est un domaine important car elle permet aux robots de se déplacer librement dans les environnements humains. Il est difficile de monter les escaliers si vous êtes sur roues. »

Un bot évolutif

Crowley s’est beaucoup amusé à entraîner Cassie pour le 100 mètres. Il dit avoir utilisé une approche basée sur l’apprentissage pour affiner le robot en un coureur.

« Nous ne lui disons pas comment courir. Nous lui disons quand il fait du bon travail », a-t-il déclaré. « Il joue. Il essaie des actions aléatoires, essentiellement, jusqu’à ce qu’il détermine quelles sont les meilleures choses que nous lui disons. Et grâce à cette approche, il est beaucoup plus robuste. »

Un robot, qui ressemble à une paire de jambes sans torse avec des genoux en arrière, se tient sur une piste de course.
Pour le sprint record de 100 mètres de Cassie, le robot a commencé par rester immobile, puis a accéléré pour courir aussi vite que possible jusqu’à ce qu’il franchisse la ligne d’arrivée. (Université d’État de l’Oregon)

L’entraîneur en lui a fait référence à certains moments de la vidéo de la course record, lorsque Cassie était sur le point de s’effacer, mais a pu récupérer.

« C’est vraiment cool à voir », a déclaré Crowley.

Mais Cassie a toujours été heurtée et meurtrie au fil des ans – et son corps physique prendra bientôt sa retraite.

L’OSU Dynamic Robotics and AI Lab a accès à un nouveau modèle, sur lequel ils téléchargeront le logiciel de Cassie. La prochaine version de Cassie aura une vision afin qu’elle ne soit plus aveugle, littéralement.

« Il y a un certain nombre de directions différentes dans lesquelles Cassie va », a déclaré Crowley.

Advertisements

Continue Reading

Tandance